Тема 1. Основные понятия, определения и гипотезы сопротивления материалов
Предмет сопротивления материалов. Сопротивление материалов и его место среди технических наук. Схематизация свойств материала. Обобщённый закон. Гука для изотропного тела. Схематизация геометрии реального объекта. Схематизация опорных устройств. Схематизация системы внешних сил. Принцип независимости действия сил. Принцип начальных размеров. Принципы сопротивления.
Напряжения и деформации. Определение напряжения и деформации. Связь компонентов внутренних сил с напряжением. Напряженное состояние в точке. Деформированное состояние в точке. Определение напряжений на наклонных площадках. Определение главных напряжений и главных площадок.
Тема 2. Общие случаи сопротивления
Растяжение и сжатие. Определение напряжений. Определение деформаций и перемещений. Закон Гука. Характеристики механических свойств материала. Закон упругой разгрузки. Характеристики механических свойств материалов при сжатии. Определение характеристик механических свойств материала при растяжении. Диаграммы условных и истинных напряжений. Расчёт на прочность растянутых (сжатых) стержней. Коэффициент запаса прочности. Допускаемые напряжения. Концентрация напряжений. Пластичные и хрупкие материалы.
Сдвиг (срез). Определение внутренних сил, напряжений и деформаций при сдвиге. Закон Гука. Расчёт на прочность при сдвиге.
Геометрические характеристики плоских сечений. Определения. Главные оси и главные моменты инерции. Моменты сопротивления площади. Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей. Изменение моментов инерции при повороте осей координат.
Плоский прямой поперечный изгиб. Основные понятия и определения. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Плоский прямой изгиб. Нормальные напряжения при чистом прямом изгибе. Касательные напряжения при плоском прямом изгибе. Расчёты на прочность при поперечном изгибе. Перемещения при изгибе. Дифференциальное уравнение упругой линии балки. Расчёт на жесткость при изгибе.
Кручение. Внутренние силовые факторы при кручении. Напряжения и деформации при кручении бруса круглого поперечного сечения. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Кручение тонкостенного бруса замкнутого профиля. Кручение тонкостенного бруса открытого профиля. Кручение бруса прямоугольного сечения.
Тема 3. Расчет на прочность при сложном сопротивлении
Косой изгиб: определение, напряжения, нейтральная линия, расчет на прочность. Внецентренное растяжение (сжатие): определение, напряжения и деформации, расчет на прочность.
Устойчивость сжатых стержней. Продольный изгиб. Понятие об устойчивости первоначальной формы равновесия. Определение критической силы. Формула Эйлера. Пределы применимости формулы Эйлера.
Расчёт на прочность при переменных во времени напряжениях. Основные понятия и определения. Определение предела выносливости. Явление усталости. Механизм усталостного разрушения. Влияние степени асимметрии цикла на сопротивление усталостному разрушению. Влияние концентрации напряжений и масштабного фактора на сопротивление усталостному разрушению. Влияние внешней среды на сопротивление усталостному разрушению. Определение коэффициента запаса усталостной прочности при простом сопротивлении.
Тема 4. Общие сведения о деталях и узлах машин. Стадии конструирования машин. Машиностроительные материалы
Требования к машинам и деталям. Надёжность машин. Циклы напряжений в деталях машин. Усталость материалов деталей машин. Предел выносливости материалов. Местные напряжения в деталях машин. Коэффициенты запаса прочности. Контактная прочность деталей машин. Критерии работоспособности и расчёта деталей машин.
Тема 5. Виды соединений деталей машин
Неразъёмные соединения деталей машин. Заклёпочные соединения: общие сведения о заклёпочных соединениях; назначение; достоинства и недостатки; классификации заклёпочных соединений; расчет на прочность заклёпочных соединений. Сварные соединения: общие сведения о сварных соединениях; назначение; достоинства и недостатки; основные типы и элементы сварных соединений; расчет на прочность сварных соединений; допускаемые напряжения для сварных соединений. Клеевые соединения: общие сведения; назначение; достоинства и недостатки. Гладкие цилиндрические соединения: соединения с зазором, соединения переходных посадок, соединения с натягом. Область их применения. Расчет на прочность соединений с натягом.
Разъёмные соединения деталей машин. Резьбовые соединения: общие сведения; назначение; достоинства и недостатки; геометрические параметры резьб; стандартные крепёжные детали; способы стопорения резьбовых соединений; самоторможение и к.п.д. винтовой пары; расчёт на прочность резьбовых соединений. Шпоночные соединения: общие сведения; назначение; достоинства и недостатки; разновидность шпоночных соединений; расчёт шпоночных соединений. Шлицевые соединения: общие сведения; назначение; достоинства и недостатки; разновидность шлицевых соединений; расчёт шлицевых соединений.