ВОПРОСЫК ЭКЗАМЕНУ
по дисциплине
Направление подготовки/ специальность 15.03.01 Машиностроение
Профиль образовательной программы Оборудование и технология сварочного производства
1. Задачи и содержание сопротивления материалов. Реальный объект и расчетная схема.Модели нагружения материала. Основные принципы сопротивления материалов.
2. Внутренние силы и напряжения. Условия прочности по методу допускаемых напряжений. Допускаемые напряжения, коэффициент запаса прочности. Метод сечений. Связь силовых факторов и напряжений в поперечном сечении стержня.
3. Перемещения и деформации, простейшие виды деформации, оценка деформированного состояния точке нагруженного тела, понятие абсолютной и относительной деформации.
4. Растяжение-сжатие стержней: нормальные силы, их эпюры. Деформации (продольные и поперечные), напряжения в поперечных сечениях стержня при растяжении-сжатии, условия прочности. Напряжения в наклонных сечениях стержня при растяжении-сжатии. Максимальные касательные напряжения.
5. Статически неопределимые стержневые системы (частный случай), примеры систем. Порядок раскрытия статической неопределимости. Особенности статически неопределимых систем.
6. Механические свойства конструкционных материалов их характеристики, виды разрушения. Механические испытания, их виды, образцы.
7. Построение диаграмм условных напряжений при испытаниях на растяжение (сжатие) до разрушения, вид диаграмм для пластичных, малопластичных и хрупких материалов.
8. Сдвиг. Расчеты на прочность при чистом сдвиге (срезе) и смятии.
9. Кручение. Напряжения в поперечных сечениях при кручении круглых стержней. Условия прочности. Углы закручивания при кручении круглых стержней, условие жесткости. Понятие о рациональной форме сечения стержня. Рациональные формы сечений стержня, работающего на кручение.
10. Напряженное состояние в точке нагруженного тела, главные площадки и площадки общего положения. Виды напряженного состояния. Главные напряжения при плоском напряженном состоянии. Максимальные касательные напряжения.
11. Обобщенный закон Гука. Объемная деформация. Потенциальная энергия деформации (изменения объема и формы).
12. Теории прочности. I-IV теории прочности. Главные напряжения и эквивалентные напряжения по III и IV теориям прочности в стержне.
13. Статические моменты инерции сечений. Центр тяжести, центральные оси сечения.Моменты инерции сечения, определение моментов инерции сечений простейшей формы. Главные оси инерции сечения.Моменты инерции при параллельном переносе осей. Изменение моментов инерции при повороте центральных осей, главные моменты инерции.
14. Плоский прямой изгиб, силовые факторы в поперечных сечениях, построение их эпюр. Дифференциальные зависимости между q, Q, М.
15. Нормальные напряжения в поперечных сечениях стержня при чистом прямом изгибе, условия прочности. Потенциальная энергия деформации.
16. Касательные напряжения в поперечных сечениях стержня при поперечном изгибе.
17. Условия прочности (по 3 и 4 теориям прочности) при плоском изгибе.
18. Дифференциальное уравнение (линеаризованное) упругой линии стержня при изгибе: его интегрирование, константы интегрирования, граничные условия.
19. Выравнивание констант интегрирования по участкам стержня при плоском прямом изгибе, метод начальных параметров.
20. Понятие сложного сопротивления стержня, принципы расчета на прочность и жесткость. Косой изгиб, вычисление нормальных напряжений, положение нейтральной линии, максимальные нормальные напряжения.
21. Внецентренное растяжение (сжатие), формула для нормальных напряжений в поперечном сечении, уравнение нейтральной линии, максимальные напряжения. Ядро сечения при внецентренном растяжении (сжатии), его построение.
22. Изгиб с кручением стержня с круговым сечением. Определение напряжений и проверка прочности по эквивалентным напряжениям.
23. Понятие об устойчивости равновесия упругих систем. Потеря устойчивости сжатого стержня, условие устойчивости.
24. Определение критической силы сжатого стержня, формула Эйлера. Зависимость критической силы сжатого стержня от условий закрепления, обобщенная формула Эйлера.
25. Пределы применимости формулы Эйлера, формулы Ясинского. Стержни большой, средней и малой гибкости,диаграмма критических напряжений. Практические расчеты устойчивости с использованием коэффициента j - снижения основных допускаемых напряжений.
26. Понятие о динамических нагрузках. Расчет систем, движущихся с заданным ускорением.
27. Ударное действие нагрузок на упругую систему, основы технической теории удара. Коэффициент динамичности для безмассовой упругой системе:при ударе вертикально падающим грузом; горизонтально движущимся грузом.
28. Колебания упругих систем. Вынужденные колебания упругих систем с одной степенью свободы коэффициент динамичности, явление резонанса, динамическая устойчивость.
29. Циклически изменяющиеся напряжения. Усталостная прочность. Основные характеристики цикла и предел усталости.Коэффициент запаса усталостной прочности и его определение.
Варианты экзаменационных задач
Задача 1.11
Абсолютно прочный и жесткий невесомый брус прикреплен к основанию шарниром и двумя шарнирными стержнями и нагружен силой Р, определить минимально необходимую площадь сечения стержней, если Р=80 кН; sТ=200 МПа.
| 
| Задача 1.12 Брус, зажатый между двумя абсолютно жесткими опорами, имеет начальную (в недеформированном состоянии) длину на D большую расстояния между опорами. Построить эпюру нормальной силы, напряжений и перемещений, возникающих в брусе после его установки между опорами. Дано: F=900 мм2; l=200 мм; D=0.15 мм; Е=200000 МПа. | ||
Задача 2.1
Для заданного круглого вала определить допускаемую нагрузку, обеспечив выполнение условий прочности. Определить максимальный угол поворота сечений вала.
Дано: D=40мм; d=32мм; М2=1.5M1; l=100мм; [t]=90МПа; G=80000 МПа.
| Задача 3.1
Стальная ось 1 закреплена в двух одинаковых стальных проушинах 2, на ось одета абсолютно жестка и прочная втулка 3, нагруженная силами Р1 и Р2. Определить необходимый диаметр d вала и толщину t проушины из условий прочности.
Дано: a=150мм; b=150мм; c=300мм; Р1=50кН и Р2=100кН; для материала деталей 1,2 - sТ=400МПа.
| |||
| Задача 5.15 | Задача 5.18 | |||
| 
| |||
| Для заданной стальной (sТ=190 МПа) балки составленной из двух швеллеров №16 определить максимально допускаемую нагрузку, l=1.5м. | Для заданной чугунной ([s]р=100 МПа; [s]с=300 МПа) балки: P=30кН; a=2м; b=3м; b=20мм; h=40мм. Определить величины максимальных нормальных и касательных напряжений, проверить прочность. | |||
| Задача 6.1 | Задача 6.2 | |||
| Для заданного стержня из стали 3 определить максимально допустимую нагрузку при коэффициенте запаса устойчивости n=2.5:b=10мм; h=15мм; L=3м. | 
| Подобрать диаметр сечения сжатого стержня из стали 3 обеспечив коэффициент запаса устойчивости n=2: Р=10кН; L=2м. | |
Критерии оценки:
- оценка « отлично » выставляется студенту, если студент показывает процент правильных ответов от 90 до 100% и решена задача;
- оценка «хорошо» выставляется студенту, если студент показывает процент правильных ответов от 70 до 90% и решена задача;
- оценка «удовлетворительно» выставляется студенту, если студент показывает процент правильных ответов от 50 до 70%, задача решена частично;
- оценка «неудовлетворительно» выставляется студенту, если студент показываетпроцент правильных ответов менее 50%.