УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Для студентов заочной формы обучения
по дисциплине «Сопротивление материалов и строительная механика»
для специальности 21.05.04 Горное дело
специализация: подземная разработка рудных месторождений
Общая трудоемкость дисциплины (модуля)
| Виды занятий | Распределение по семестрам в часах | Всего часов | |
| семестр | 6 семестр | ||
| Общая трудоемкость | - | ||
| Аудиторные занятия, в т.ч. | - | ||
| лекционные (ЛК) | - | ||
| практические (ПЗ) | - | ||
| лабораторные (ЛР) | - | - | - |
| Самостоятельная работа студентов (СРС) | - | ||
| Форма промежуточного контроля в семестре | - | зачет | - |
| Курсовая работа (курсовой проект) (КР, КП) | - | - | - |
Краткое содержание курса
Перечень изучаемых тем, разделов дисциплины (модуля)
1. Гипотезы прочности, метод сечений, внутренние силы, напряжения, перемещения
2. Растяжение и сжатие стержней, расчеты на прочность и жесткость
3. Геометрические характеристики плоских сечений
4. Теория напряженного состояния
5. Чистый сдвиг, расчет на прочность
6. Кручение стержней, расчет на прочность
7. Изгиб, определение внутренних сил, напряжений, расчет на прочность балок и рам.
8. Перемещения при изгибе, расчет на жесткость
9. Сложное сопротивление: косой изгиб, внецентренное сжатие, изгиб с кручением
10. Устойчивость сжатых стержней
11. Динамические задачи
Форма текущего контроля
Контрольная работа
Задание на выполнение контрольной работы
Сопротивление материалов – наука о прочности, жесткости и устойчивости деталей машин и элементов конструкций. В инженерной работе специалисту необходимо уметь проводить расчеты деталей машин, элементов конструкций на прочность. Неправильный расчет деталей может привести к разрушению. Поэтому студент при изучении курса должен научиться выполнять расчеты деталей машин и элементов конструкций на прочность при любых видах деформаций.
Контрольная работа включает ряд задач по разделам курса. Для выполнения контрольной работы следует изучить следующие темы:
1. Растяжение и сжатие стержней.
2. Геометрические характеристики плоских сечений.
3. Теория напряженного состояния в точке.
4. Сдвиг и кручение.
5. Изгиб.
6. Определение перемещений при изгибе.
Для выбора своего варианта решения задач контрольной работы следует из таблиц и схем выбрать данные в соответствии со своим личным номером зачетной книжки (шифром) и первыми шестью буквами русского алфавита, которые следует расположить под шифром, например:
шифр – 1 2 3 4 5 6
буквы – а б в г д е
Данные своего варианта студент выбирает на пересечении горизонтальных строк и вертикальных столбцов.
Контрольная работа выполняется в тетради, на титульном листе которой указывается: фамилия, имя, отчество студента, номер зачетной книжки, специальность, группа, название дисциплины.
Перед решением задач записывается полностью условие и данные своего варианта. Чертежи и записи выполняются аккуратно. Решение задач сопровождается текстовыми пояснениями. Расчеты выполняются в соответствии с формулами с указанием размерности величин.
Работы, выполненные с нарушением этих указаний, не зачитываются.
Задача № 1
1. Построить эпюры продольных сил N, напряжений σ и перемещений для стержня ступенчатого сечения, испытывающего деформации растяжения, сжатия (рис. 1).
2. Проверить прочность стержня по опасным сечениям, используя метод допускаемых напряжений. Модуль упругости материала Е = 2·105 МПа = 2·104 кН/см2; допускаемое напряжение [ σ ] = 160 МПа = 16 кН/см2.
Остальные исходные данные взять в таблице 1.
Таблица 1
| Номер | а, м | в, м | с, м | А 1, см2 | А 2, см2 | А 3, см2 | F, кН | |
| строки | схемы | |||||||
| 1,2 | 0,7 | |||||||
| 0,8 | 1,3 | 0,6 | ||||||
| 0,6 | 1,4 | 0,8 | ||||||
| 0,5 | 1,5 | 0,9 | ||||||
| 0,4 | 1,6 | 1,0 | ||||||
| 0,6 | 1,5 | 0,8 | ||||||
| 0,7 | 1,4 | 0,5 | ||||||
| 0,9 | 1,3 | 0,4 | ||||||
| 0,8 | 1,2 | 0,6 | ||||||
| 0,4 | 1,1 | 0,9 | ||||||
| е | д | г | д | е | г | д | в |
Рисунок 1
Задача № 2
1. Определить координаты центра тяжести сечения.
2. Определить моменты инерции сечения относительно центральных осей координат.
3. Построить сечение в масштабе с указанием положения центра тяжести. Данные взять из таблицы 2.
Таблица 2
| Номер | Двутавр | Швеллер | Равнобокий уголок | |
| строки | схемы | |||
| 70×70×6 | ||||
| 75×75×8 | ||||
| 80×80×6 | ||||
| 18а | 90×90×8 | |||
| 100×100×8 | ||||
| 20а | 100×100×10 | |||
| 100×100×12 | ||||
| 22а | 110×110×8 | |||
| 125×125×10 | ||||
| 125×125×12 | ||||
| е | г | д | е |
Рисунок 2
Задача № 3
К стальному валу приложены три известных момента: М 1, М 2, М 3. Требуется:
1. Установить, при каком значении момента Х угол поворота правог8о концевого сечения вала равен нулю.
2. Для найденного значения Х построить эпюру крутящих моментов.
3. При заданном значении [ τ ] определить диаметр вала из расчета на прочность.
4. Построить эпюру углов закручивания.
5. Найти относительный угол закручивания (на 1 пог. м), G = 0,8·104 кН/см2. Данные взять из таблицы 3.
Таблица 3
| Номер | а, м | b, м | с, м | М 1, кН·м | М 2, кН·м | М 3, кН·м | [ τ ], кН/см2 | |
| строки | схемы | |||||||
| 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 1,1 | 3,5 | ||
| 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | |||
| 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 1,3 | 4,5 | ||
| 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | 1,4 | |||
| 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 5,5 | ||
| 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | 1,6 | |||
| 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 1,7 | 6,5 | ||
| 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | |||
| 1,9 | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 1,9 | 7,5 | ||
| е | г | д | е | г | д | е | в |
Рисунок 3
Задача № 4
Для двух схем балок требуется:
1. Определить в характерных сечениях балок значения поперечных сил Q У и изгибающих моментов М Х, построить эпюры.
2. По опасному сечению подобрать поперечные сечения балок:
а) для схемы I – прямоугольное h × b (h: b = 1,5) при допускаемом напряжении [ σ ] = 16 МПа = 1,6 кН/см2 (клееная древесина);
б) для схемы II – двутавровое (ГОСТ 8239-72) при допускаемом напряжении [ σ ] = 160 МПа = 16 кН/см2 (сталь).
Исходные данные взять из таблицы 4.
Таблица 4
| Номер | с/а | F/qa | M/qa 2 | a, м | q, кН/м | ||
| строки | схемы I | схемы II | |||||
| 1,2 | 0,6 | 0,2 | 0,5 | ||||
| 1,4 | 0,5 | 0,4 | 1,0 | ||||
| 1,6 | 0,8 | 0,6 | 1,5 | ||||
| 1,8 | 1,2 | 0,8 | 2,0 | ||||
| 2,0 | 1,5 | 1,0 | 2,5 | ||||
| 1,2 | 1,6 | 0,2 | 1,5 | ||||
| 1,4 | 1,0 | 0,4 | 2,0 | ||||
| 1,6 | 1,8 | 0,6 | 1,0 | ||||
| 1,8 | 2,4 | 0,8 | 2,5 | ||||
| 2,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | ||||
| е | е | в | г | д | е | г |
Рисунок 4
Форма промежуточного контроля
Зачет по всему курсу. Экзаменационный билет включает 1 теоретический вопрос и задачу.