Программа дисциплины состоит из четырнадцати разделов разделов. Ниже по каждому разделу приводятся ссылки на литературу с указанием страниц. Номер литературного источника, указанный в квадратных скобках, соответствует его номеру в списке литературы. Далее приводятся вопросы для самопроверки, на которые следует отвечать после изучения соответствующего раздела. В завершение приводится перечень знаний и умений, которыми должен обладать студент после изучения теоретической части курса, проработки вопросов и решения задач по этому разделу.
РАЗДЕЛ 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Литература: [1], с. 4 –16; [4] с. 5 – 14.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите цель и основные задачи предмета сопротивления материалов.
2. Что понимается под прочностью, жесткостью и устойчивостью элементов конструкции?
3. Что представляет собой расчетная схема и чем она отличается от реальной конструкции?
4. Укажите геометрические признаки стержня, оболочки и массива. Что является основным объектом изучения в сопротивлении материалов?
5. По каким признакам и как классифицируются нагрузки?
6. Виды опор, связи и степени свободы.
7. Достоинства и недостатки статически определимых и статически неопределимых систем.
Должен знать:основныепонятияо прочности, жесткости и устойчивости; гипотезы и допущения, принятые в механике твердого деформируемого тела.
Должен уметь:определять опорные реакции.
РАЗДЕЛ 2. ВНУТРЕННИЕ УСИЛИЯ, ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮР
Литература: [1], с. 16 – 28; 30 - 34.
Вопросы для самопроверки
1. Сформулируйте сущность метода сечений.
2. Перечислите внутренние силовые факторы.
3. Перечислите простые виды сопротивления стержня.
4. Правило знаков для внутренних силовых факторов при растяжении – сжатии, кручении и изгибе.
5. Какие дифференциальные соотношения между внутренними силовыми факторами имеют место при изгибе?
6. Перечислите правила контроля правильности построения эпюр внутренних силовых факторов.
Должен знать: метод сечений как основу для усвоения последующих разделов программы.
Должен уметь: применятьметод сеченийпри определении внутренних силовых факторов в поперечных сечениях брусьев; строить эпюры внутренних силовых факторов для брусьев.
РАЗДЕЛ 3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПЛОСКИХ СЕЧЕНИЙ
Литература: [1], с. 162 - 170; [4], с. 135-167.
Вопросы для самопроверки
1. Приведите определение статического момента плоского сечения.
2. Дайте определение осевых и центробежных моментов инерции плоского сечения.
3. Как связаны между собой осевые и полярные моменты инерции?
4. Запишите формулы для вычисления моментов инерции прямоугольника и круга.
5. Приведите формулы моментов инерции сечения относительно параллельных осей.
6. Запишите формулы преобразования моментов инерции при повороте осей.
7. Какие оси называются главными осями инерции сечения?
8. Как определить направление главных осей инерции?
9. Запишите формулы для вычисления главных моментов инерции сечения.
10. Как вычисляются моменты инерции сложных сечений?
Должен знать: основные геометрические характеристики плоских сечений; зависимости, существующие между статическими, осевыми, центробежными моментами относительно двух параллельных осей; формулы, выражающие изменение осевых и центробежного моментов инерции сечения при повороте осей; формулы для определения положения главных осей инерции и величин главных моментов инерции, формулы моментов инерции сечений простой формы.
Должен уметь: вычислять центр тяжести и моменты инерции составных сечений; определять положение и контролировать правильность расположения главных центральных осей инерции составного сечения; вычислять главные центральные моменты инерции составного сечения.
РАЗДЕЛ 4. ТЕОРИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
Литература: [1], с. 90 – 101; 107 – 115.
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение полного, нормального и касательного напряжений в точке.
2. Как выражается связь между напряжениями и внутренними силовыми факторами?
3. Сформулируйте закон парности касательных напряжений.
4. Дайте определение главных напряжений и главных площадок.
5. Понятие напряженного состояния в точке материала и виды напряженных состояний.
6. Запишите формулы, связывающие главные напряжения и напряжения, действующие на площадках, наклоненных к главным под углом 
.
7. Дайте определение площадок сдвига.
8. Запишите формулы, по которым определяются экстремальные напряжения при плоском напряженном состоянии.
9. Дайте определение чистого сдвига. Запишите формулу закона Гука при сдвиге.
10. Запишите формулу обобщенного закона Гука.
11. Какие физические постоянные характеризуют механические свойства упругого изотропного тела? Сколько из них являются независимыми?
Должен знать: основные положения теории напряженного состояния; закон парности касательных напряжений; что представляют собой главные напряжения и главные площадки, а также экстремальные касательные напряжения и площадки сдвига формулы, выражающие обобщенный закон Гука; формулу относительной объемной деформации и потенциальной энергии при трехосном напряженном состоянии.
Должен уметь: определятьположение главных площадок и величину экстремальных нормальных напряжений; определять положение площадок сдвига и величину экстремальных касательных напряжений, использоватьна практике формулы, полученные в этом разделе.
РАЗДЕЛ 5. ТЕОРИЯ ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ
Литература: [1], с.105-107; [2], с. 362 - 370.
Вопросы для самопроверки
1. Понятие деформированного состояния в точке. Главные деформации в точке.
2. Дайте определение линейных и угловых перемещений.
3. Запишите уравнения Коши.
4. В чем заключается метод тензометрии? Что представляет из себя тензорезистор?
5. Запишите формулы перехода от измеряемых деформаций к вычисляемым напряжениям.
Должен знать: основные положения теории деформированного состояния; что представляют собой линейные и угловые перемещения; что представляют собой линейные и угловые деформации; метод тензометрии.
Должен уметь: на практикепользоваться формулами для определения относительных линейных деформаций для прямого бруса при плоском изгибе, вычислять напряжения по замеренным тензодатчиками деформациям.
РАЗДЕЛ 6. РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ
Литература: [1], с. 36 - 54, 60 – 69, 82 - 90.
Вопросы для самопроверки
1. Какой вид нагружения бруса называется растяжением (сжатием)?
2. Как определяются нормальные напряжения в поперечных сечениях стержня?
3. Как определяются деформации и перемещения при растяжении и сжатии?
4. Как вычислить потенциальную энергию упругой деформации стержня при растяжении и сжатии?
5. Перечислите основные механические характеристики материалов, определяемые в опытах на растяжение и сжатие.
6. Приведите примеры пластичных и хрупких материалов.
7. Запишите условия прочности для пластичных и хрупких материалов.
8. Какие виды задач позволяет решать условие прочности?
9. Запишите формулу определения термических напряжений
Должен знать: правила построения эпюр нормальных сил и определение опасного сечения, отличия в сопротивлении хрупких и пластичных материалов растяжению и сжатию, предельное и допускаемое состояние материала.
Должен уметь: выполнять проверочные, проектные расчеты на прочность и жесткость, определять максимальную нагрузку.
РАЗДЕЛ 7. РАСЧЕТ ГИБКИХ НИТЕЙ (ПРОВОДОВ)
Литература: [2], с. 49 – 56.
Вопросы для самопроверки
1. Допущения, принятые при расчете гибких нитей. Их влияние на точность расчетов.
2. Как меняется сила натяжения нити по ее длине?
3. Запишите условие прочности для гибкой нити.
3. Сформулируйте два основных типа задач, встречающихся при расчете проводов и тросов.
РАЗДЕЛ8. ПЛОСКИЙ ИЗГИБ, РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
Литература: [1], с.145–158, 172 - 182; [2], с.156 - 165, 199 – 206..
Вопросы для самопроверки
1. Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечном сечении балки при чистом и поперечном изгибе?
2. Какими внутренними силовыми факторами вызваны нормальные и касательные напряжения?
3. Запишите формулу для определения нормального напряжения.
4. Какая форма поперечного сечения балки при расчете на прочность является рациональной и почему? Запишите формулу критерия рациональности поперечного сечения при изгибе.
5. Запишите формулу Журавского.
6. Назовите точки, в которых касательные напряжения максимальны. В каких точках поперечного сечения они равны нулю?
Должен знать: формулы для определения нормальных и касательных напряжений в произвольной точке по высоте рассматриваемого сечения балки; критерии оптимальности поперечных сечений; особенности расчета балок из пластичных и хрупких материалов
Должен уметь: строитьэпюры распределения нормальных и касательных напряжений по высоте поперечного сечения; выполнять расчеты на прочность: проверочные, проектные и по определению максимальной допустимой нагрузке.
РАЗДЕЛ 9. ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИ ИЗГИБЕ
Литература: [1], с.186 – 198; [2], с. 225 – 238.
Вопросы для самопроверки
1. Запишите дифференциальное уравнение изогнутой оси балки.
2. Как связана кривизна балки с изгибающим моментом?
3. Назовите правила метода составления дифференциальных уравнений, при котором при любом числе участков балки постоянных интегрирования равно двум.
4. Как определяются постоянные интегрирования уравнений изогнутой оси балки?
5. Определение перемещений в балках постоянного сечения методом непосредственного интегрирования и методом начальных параметров.
6. Запишите формулу критерия рациональности поперечного сечения балки при ее расчете на жесткость.
Должен знать: приближенное дифференциальное уравнение изогнутой оси балки, его интегрирование и определение постоянных интегрирования; метод уравнивания постоянных интегрирования.
Должен уметь: определять перемещения в балках постоянного сечения методом начальных параметров; строить эпюры углов поворота и прогибов, выполнять расчеты на жесткость при изгибе.
РАЗДЕЛ 10. СДВИГ ИКРУЧЕНИЕ
Литература: [1], с.134 – 142, С. 322 – 328; [2], с. 150 – 155.
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите допущения, принятые при практических расчетах на срез.
2. Запишите формулы, по которым рассчитываются элементы конструкции на срез и смятие.
3. Что называется жесткостью вала при кручении?
4. По какому закону изменяются касательные напряжения при кручении вала круглого сечения?
5. Приведите формулы для вычисления касательных напряжений и углов закручивания при кручении валов круглого сечения.
8. Запишите формулы критерия рациональности поперечного сечения вала при его расчете на прочность и жесткость.
Должен знать: формулы для расчета разъемных и неразъемных соединений на срез и смятие; формулы расчета круглых валов на прочность и жесткость.
Должен уметь: выполнять расчеты на прочность заклепочных, болтовых, шпоночных соединений и угловых сварных швов; вычислять касательные напряжения и углы закручивания валов; подбирать оптимальные поперечные сечения брусьев, работающих на кручение.
РАЗДЕЛ 11. СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Литература: [1], с. 209 – 221; [3], с. 190 – 211
Вопросы для самопроверки
1. Какой вид деформации называется косым изгибом?
2. Запишите формулу для определения нормальных напряжений при косом изгибе.
3. Как найти нейтральную линию при косом изгибе?
4.Запишите формулу для определения нормальных напряжений при совместном действии продольных и поперечных сил на балку.
5. Какой вид деформации называется внецентренным растяжением и сжатием?
6. Приведите формулу для определения нормальных напряжений при внецентренном растяжении и сжатии.
7. Что такое ядро сечения? Для чего оно определяется?
8. Приведите порядок действий при решении задачи совместного действия изгиба и кручения.
9. Чем отличается расчет круглых валов и брусьев прямоугольного поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения?
Должен знать: формулы для определения нормальных напряжений, уравнения нейтральной линии, определение опасных точек поперечного сечения.
Должен уметь: даватьоценку прочности бруса при сложном сопротивлении.
РАЗДЕЛ 12. ТЕОРИИ ПРОЧНОСТИ
Литература: [1], с. 117 - 121; [2], с. 377 – 391.
Вопросы для самопроверки
1. Какое напряжение называется предельным или опасным?
2. Сформулируйте понятие равно опасного напряженного состояния.
3. Что называется эквивалентным напряжением?
4. Какие критерии положены в основу третьей и четвертой теорий прочности?
5. Запишите выражения эквивалентного напряжения по третьей и четвертой теории прочности.
6. Запишите эквивалентное напряжение по Мору.
7. В чем недостатки третьей теории прочности и теории прочности Мора?
8. Для каких условий эксплуатации элементов конструкции допускается применять метод расчета по допускаемым нагрузкам? Для каких элементов конструкции этот метод дает наибольший выигрыш в металлоёмкости?
Должен знать: чем характеризуется наступление предельного состояния для пластичных и хрупких материалов; что представляют собой теории прочности; область применения, преимущества и недостатки классических теорий прочности; область применения метода расчета по допускаемым нагрузкам, его достоинства и недостатки.
Должен уметь: выполнять расчеты прочность для сложного сопротивления по третьей и четвертой (энергетической) теориям прочности и теории Мора.
РАЗДЕЛ 13. УСТАЛОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
Литература: [1], с. 330 – 347, с. 352 – 369; [1], с. 499 – 513.
Вопросы для самопроверки
1. Что называется усталостью материала?
2. Какие физические процессы лежат в основе явления усталости?
3. Что называется выносливостью материала?
4. Какие циклы называются подобными, симметричными и асимметричными?
5. Что такое базовое число циклов и предел ограниченной выносливости?
6. Перечислите основные факторы, влияющие на величину предела выносливости детали.
7. В каких случаях применяют формулу Гафа и Полларда? Запишите эту формулу.
Должен знать: величинубазовогоцикла, предел выносливости и основные факторы, влияющие на его величину.
Должен уметь: выполнять проверочный расчет на усталость по формуле Гафа и Полларда.
РАЗДЕЛ 14. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СПОСОБЫОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
Литература: [1], с. 227 - 253; [3], с. 215 - 230.
Вопросы для самопроверки
1. Как вычисляется потенциальная энергия упругой деформации бруса в общем случае его нагружения?
2. Сформулируйте теорему Клайперона и запишите ее математическое выражение.
3. Понятие обобщенных сил и обобщенных перемещений.
4. Сформулируйте теорему Кастельяно и запишите ее математическое выражение.
5. Что такое фиктивная сила? Единичная сила?
6. Запишите формулу интеграла перемещений (интеграла Максвелла – Мора).
7. В чем состоит способ Верещагина вычисления интеграла перемещений?
Должен знать: алгоритм определения перемещений по способу Максвелла – Мора; графо-аналитический метод вычисления интеграла Максвелла – Мора (способ Верещагина).
Должен уметь: использовать способ Максвелла – Мора и способ Верещагина для определения перемещений.