РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Нижний Новгород 2017 г.
1.
Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения
образовательной программы
1.1. Цели и задачи дисциплины
Курс сопротивления материалов является основой для большинства
общеинженерных и специальных дисциплин при подготовке инженера- строителя. В этом курсе изучаются все основные принципы, используемых при
расчете сооружений на прочность, устойчивость и деформацию, приводится
вывод всех основных формул, рассматриваются физические свойства конструкционных материалов, на основе которых выводятся предельные условия прочности и деформативности.
Изучив дисциплину, студент должен:
Иметь представление о поведении различных конструкционных материалов при действии внешних нагрузок, перепадов температур во времени, о
способах измерения различных параметров, определяющих напряженно - деформированное состояние конструкции, о составлении расчетных моделей и
возможностях их изменений с целью получения более детальной информации, о конструкции большинства испытательных машин, о методике получения статистических данных, о свойствах материалов и назначении предельных нормативных значений.
Знать и уметь использовать способы определения усилий, напряжений
и деформаций для стержней, пластин и оболочек, методы расчета статически
неопределимых систем в упругой и упруго - пластической стадии работы.
Иметь опыт расчета стержней на растяжение и сжатие, поперечный
изгиб и сложное сопротивление, расчета пластин на изгиб из плоскости и
нагружение в своей плоскости, расчета цилиндрических оболочек.
1.2. Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины (модуля).
Компетенции, формируемые в процессе
Требования для
изучения дисциплины
освоения дисциплины
ПК-12 способностью проводить стандарт- Знать:
ные испытания наземных транспортно- - основные характеристики прокатных
технологических средств и их технологи- профилей
и
их
типы;
ческого оборудования
- современные типы профилей и попереч-
ных сечений балок и стержней, получаемых
различными
способами
- методы определения внутренних усилий
в
элементах
стержневых
систем;
- классификацию схем сооружений;
Уметь:
- строить эпюры внутренних силовых
факторов от статических и подвижных
2
нагрузок;
- строить эпюры нормальных и касательных напряжений при стандартных видах
нагружений;
- проверять прочность и жесткость стержней при различных видах нагружения
Владеть:
- основными методами определения перемещений
при
изгибе
балок;
- основными экспериментальными методами определения деформаций;
- методами увязки различных характеристик сортамента
2. Место дисциплины (модуля) в структуре образовательной программы
Учебная дисциплина Сопротивление материалов относится к базовой части
Блока 1 «Дисциплины (модули)» и является обязательной для изучения
Код
дисциплины
Б1.Б.17
Б1.Б.21.05
Наименование дисциплины
Коды формируемых компетенций
Осваиваемая дисциплина
Сопротивление материалов
ПК-12
Предшествующие дисциплины
Дисциплины осваиваемые параллельно
Последующие дисциплины
Метрология, стандартизация и серти- ПК-12
фикация
3. Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества
академических часов, выделяемых на контактную работу обучающихся
с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную
работу обучающихся
3.1.Распределение объема учебной дисциплины на контактную
работу с преподавателем и самостоятельную работу обучающихся
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины:
- часов
- зачетных единиц
Контактная работа обучающихся с преподавателем (всего),
часов
из нее: аудиторные занятия, всего
в т.ч. лекции
3
Всего часов по
учебному
плану
Курс
2
288
8
39
288
8
39
26
8
26
8
практические занятия
в т.ч. в интерактивной форме
лабораторные работы
в т.ч. в интерактивной форме
промежуточный контроль успеваемости, часов по учебному плану
Самостоятельная работа
Виды промежуточного контроля
Текущий контроль (вид, количество)
10
10
8
8
13
13
249
Экз, За
К(2)
249
Экз, За
К(2)
4. Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий
4.1. Темы и краткое содержание курса
РАЗДЕЛ I. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ
Тема 1. Введение
Определение науки «Сопротивление материалов». Сопротивление
материалов, теория упругости и пластичности. Их связь с курсом строительной механики и другими общеинженерными и специальными дисциплинами.
Внешние силы и их классификация: поверхностные, объемные и сосредоточенные, активные и реактивные, постоянные и временные, статические и динамические. Основные объекты, изучаемые в курсах сопротивления
материалов и теории упругости и пластичности: брус (стержень), пластина,
оболочка, массивное тело. Основные свойства твердого деформируемого тела: упругость, пластичность и ползучесть. Деформации и перемещения. Деформации линейные и угловые (сдвиги).
Гипотезы (допущения) в сопротивлении материалов.
Внутренние силы и метод их изучения (метод сечений). Напряжение
полное, нормальное и касательное. Главный вектор и главный момент внутренних сил в сечении. Внутренние силовые факторы в поперечном сечении
бруса. Продольные и поперечные силы, крутящий и изгибающий моменты.
Их выражения через напряжения. Виды простейших деформаций бруса: растяжение-сжатие, сдвиг, кручение, изгиб. Понятие о расчетной схеме бруса.
Расчеты по деформированному и недеформированному состояниям. Принцип независимости действия внешних сил.
Тема 2. Растяжение и сжатие прямого бруса
Центральное растяжение или сжатие. Продольные силы. Дифференциальные зависимости между продольными силами и нагрузкой. Эпюры
продольных сил. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Основные допущения. Эпюра напряжений. Напряжения в сечениях, наклонных к оси бру4
са. Продольные и поперечные деформации бруса. Закон Гука при растяжении
и сжатии. Модуль упругости E и коэффициент Пуассона . Удлинение (укорочение) прямого бруса постоянного и переменного сечения. Жесткость при
растяжении и сжатии. Перемещения поперечных сечений бруса. Эпюры перемещений. Изменение объема при растяжении и сжатии.
Потенциальная энергия деформации при растяжении и сжатии. Полная и удельная работа, затрачиваемая на деформирование материала.
Тема 3. Механические свойства материалов при растяжении
и сжатии
Опытное изучение механических свойств материалов при растяжении
и сжатии. Диаграммы растяжения и сжатия пластических материалов (P, и
, ). Основные механические характеристики материала: предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести и предел прочности (временное сопротивление). Особенности деформирования и разрушения пластичных материалов при растяжении и сжатии. Пластические деформации. Линии
скольжения. Понятие об истинной диаграмме растяжения и сжатия. Разгрузка и повторное нагружение. Наклеп. Диаграммы растяжения и сжатия хрупких материалов и их основные механические характеристики. Особенности
разрушения хрупких материалов при растяжении и сжатии. Влияние скорости нагружения, температуры и других факторов на прочностные характеристики материалов. Понятие о влиянии радиоактивного облучения материалов. Последствие (упругое и пластическое). Понятие о ползучести, релаксации и длительной прочности.
Строительные материалы с нелинейной зависимостью между деформациями и напряжениями. Механические свойства новых строительных материалов - пластмасс. Особенности их поведения под нагрузкой в зависимости от ряда дополнительных условий: температуры, влажности, скорости
нагружения и др.
Тема 4. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении и
сжатии
Основные понятия о прочности, надежности и долговечности конструкций. Различные взгляды на пределы нагружения. Методы расчета по
допускаемым напряжениям, разрушаемым нагрузкам и предельным состояниям. Коэффициенты запасы по напряжениям и нагрузкам. Техникоэкономические факторы, влияющие на значение коэффициента запаса. Основные виды задач в сопротивление материалов: проверка прочности, подбор
сечения, определение допускаемой нагрузки (грузоподъемности) различными
методами. Случай неравномерного распределения нормальных напряжений в
местах резкого изменения поперечных сечений бруса. Концентрация напря5
жений и коэффициент концентрации. Влияние концентрации напряжений на
прочность при статической нагрузке. Учет собственного веса при растяжении
и сжатии. Понятие о брусе равного сопротивления. Статически неопределимые задачи при растяжении и сжатии. Расчеты на нагрузку, температуру и
принудительные натяги. Предельные нагрузки для статически неопределимых систем.
Тема 5. Плоское напряженное состояние
Понятие о плоском напряженном состоянии в точке. Общий случай
плоского напряженного состояния. Закон парности касательных напряжений.
Напряжения на наклонной площадке. Главные площадки и главные напряжения. Площадки с наибольшими касательными напряжениями. Величина
наибольших касательных напряжений. Закон Гука при плоском напряженном
состоянии.
Тема 6. Сдвиг
Напряжения и деформации при сдвиге. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига G. Зависимость между G, E и для изотропного тела. Неизменность объема при сдвиге. Понятие о расчете на прочность заклепочных и
сварных соединений.
Тема 7. Понятие о пространственном напряженном состоянии
Составляющие вектора напряжений и их обозначения на координатных площадках трехмерного тела. Понятие о главных напряжениях в трехмерном теле. Экстремальные значения касательных напряжений. Компоненты деформации. Объемная деформация. Закон Гука при пространственном
напряженном состоянии. Удельная потенциальная энергия. Энергия изменения объема и энергия изменения формы.
Тема 8. Экспериментальные методы исследования деформаций
и напряжений
Измерение деформаций тензометрами. База тензометров. Тензометры
механические. Тензометры омического сопротивления (проволочные датчики). Понятие о тензометрической розетке при исследовании плоского напряженного состояния. Поляризационно-оптический метод исследования
напряжений. Понятие о моделировании. Краткие сведения о специальных
экспериментальных методах (методе хрупких лаковых покрытий, методе муаровых полос и др.).
Тема 9. Гипотезы прочности и пластичности
Назначение гипотез прочности и пластичности. Понятие об эквивалентном напряжении. Хрупкое и вязкое разрушение в зависимости от вида
6
напряженного состояния. Современная трактовка развития трещин и наступления пластических деформаций. Гипотезы прочности при хрупком состоянии материала. Гипотеза наибольших нормальных напряжений. Гипотеза
наибольших деформаций (удлинений). Гипотеза разрушение Мора для материалов с различными пределами прочности при растяжении и сжатии. Гипотезы пластичности при пластичном состоянии материала. Гипотеза наибольших касательных напряжений. Гипотеза энергии формоизменения и ее различные трактовки. Общие сведения о новых гипотезах прочности и пластичности.
Тема 10. Геометрические характеристики поперечных сечений
Осевой, полярный и центробежный моменты инерции. Зависимость
для осевых и полярных моментов инерции. Осевые моменты инерции для
прямоугольника, треугольника, круга и кольца. Зависимость между моментами инерции для параллельных осей. Изменение осевых и центробежных
моментов инерции при повороте координатных осей. Главные оси инерции.
Главные моменты инерции. Вычисление моментов инерции сложных профилей. Радиус инерции.
Тема 11. Кручение
Внешние силы, вызывающие кручение прямого бруса. Эпюры крутящих моментов. Кручение прямого бруса круглого поперечного сечения. Основные допущения. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Угол закручивания. Жесткость при кручении. Главные напряжения и главные площадки. Виды разрушений при кручении бруса круглого поперечного сечения из
разных материалов. Три вида задач при кручении: определение напряжений
или углов закручивания, подбор сечений и вычисление допускаемого крутящего момента по прочности и жесткости. Расчет сплошных и полых валов на
прочность и жесткость по мощности и частоте вращения вала. Потенциальная энергия деформации при кручении. Статически неопределимые задачи
при кручении. Упруго-пластическое кручение бруса круглого поперечного
сечения. Определение предельной несущей способности. Расчет цилиндрических пружин с малым шагом. Кручение брусьев прямоугольного сечения.
Кручение стержней, сечение которых составлено из нескольких узких прямоугольников. Кручение тонкостенных стержней замкнутого профиля.
Тема 12. Изгиб
Изгиб прямого бруса в главной плоскости. Внешние силы, вызывающие изгиб. Виды нагрузок. Опоры и опорные реакции. Внутренние силовые
факторы в поперечных сечениях бруса при изгибе: изгибающий момент и
поперечная сила. Чистый и поперечный изгиб. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью
7
распределенных нагрузок. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.
Нормальные напряжения при чистом изгибе. Основные допущения. Зависимость между изгибающим моментом и кривизной оси изогнутого бруса.
Жесткость при изгибе. Формула нормальных напряжений. Распространение
выводов чистого изгиба на поперечный изгиб. Касательные напряжения при
изгибе брусьев сплошного сечения (формула Д.И.Журавского). Касательные
напряжения при изгибе. Траектории главных напряжений. Понятие об изгибе
бруса тонкостенного профиля. Центр изгиба. Потенциальная энергия. Упруго-пластический изгиб бруса. Пластический шарнир. Определение несущей
способности балок. Разгрузка и остаточные напряжения и деформации. Расчет на прочность при изгибе по допускаемым напряжениям, по разрушающим нагрузкам и по предельным состояниям. Три вида задач: проверка
прочности, определение размеров сечения, определение максимальной
нагрузки по условию прочности. Рациональное сечение балок. Потенциальная энергия деформации при изгибе. Изгиб бруса переменного сечения. Понятие о расчете составных (сварных и клепаных) балок. Изгиб балок из разнородных материалов. Понятие об изгибе балок из материалов, не следующих закону Гука.
Тема 13. Определение перемещений при изгибе
Дифференциальное уравнение оси изогнутого бруса. Точное и приближенное уравнение кривизны. Непосредственное интегрирование дифференциального уравнения. Граничные условия. Метод начальных параметров.
Определение перемещений и углов поворота в балках при помощи общей
формулы Мора. Определение перемещений бруса переменного сечения.
Тема 14. Изгиб статически неопределимых балок
Статически неопределимые однопролетные балки и многопролетные
балки. Лишние неизвестные. Степень статической неопределимости. Основная система. Уравнения перемещений для определения лишних неизвестных.
Понятие об особенностях расчета неразрезных балок. Определение несущей
способности статически неопределимых балок.
Тема 15. Изгиб балок на упругом основании
Понятие о балках на упругом основании. Типы упругих оснований и
их свойства. Условия контакта подошвы балки и упругого основания. Дифференциальное уравнение оси изогнутой балки на винклеровом упругом основании и его интегрирование. Граничные условия. Метод начальных параметров. Случаи бесконечно длинных балок.
Тема 16. Сложное сопротивление
Общий случай действия внешних сил на брус. Внутренние силовые
8
факторы и их эпюры в плоских и пространственных ломаных брусьев. Характерные случаи сложного сопротивления прямого бруса: косой изгиб, внецентренное действие продольной силы, изгиб и кручение. Нормальные
напряжения при косом изгибе. Эпюра нормальных напряжений. Силовая и
нулевая линии. Наибольшие напряжения. Подбор сечений при косом изгибе.
Определение прогибов. Нормальные напряжения при внецентренном действии продольной силы. Эпюры нормальных напряжений. Силовая и нулевая
линии. Ядро сечения. Учет продольной силы в пластическом шарнире. Определение предельной несущей способности при внецентренном действии продольной силы. Понятие о предварительном напряжении балок. Одночленная
формула нормальных напряжений в сечении через ядровые моменты при
действии продольной силы в главной плоскости. Напряжения в поперечном
сечении при изгибе и кручении бруса с круглым поперечным сечением.
Главные напряжения. Расчетные напряжения по некоторым гипотезам прочности и пластичности. Изгиб и кручение бруса с прямоугольным поперечным
сечением. Учет продольной силы.
Тема 17. Изгиб и кручение тонкостенных стержней
открытого профиля (теория В.З. Власова)
Понятие о тонкостенных стержнях закрытого и открытого профилей.
Особенности стержней с открытым профилем (малая жесткость при кручении). Депланация поперечных сечений. Свободное и стесненное кручение.
Основные предпосылки. Нормальное напряжение в сечении при стесненном
кручении. Бимомент. Секториальные характеристики сечения. Выбор полюса. Начало отсчета секториальных площадей. Формула нормальных напряжений. Центр изгиба. Касательные напряжения в поперечном сечении и их
определение. Дифференциальное уравнение углов закручивания и его интегрирование. Граничные условия. Метод начальных параметров. Внецентренное действие поперечной силы. Аналогия с изгибом. Особенности стесненного кручения тонкостенных стержней замкнутого профиля.
Тема 18. Изгиб и растяжение (сжатие) плоского кривого бруса
Понятие о кривом брусе большой и малой кривизны. Эпюры внутренних силовых факторов. Нормальные напряжения в поперечном сечении при
чистом изгибе в главной плоскости. Эпюры нормальных напряжений. Определение положения нулевой линии для некоторых видов поперечных сечений
бруса. Нормальные напряжения от продольной силы.
Тема 19. Устойчивость сжатых стержней (продольный изгиб)
Понятие об устойчивых и неустойчивых формах равновесия. Критические нагрузки. Устойчивость сжатых стержней в упругой стадии. Формула
Эйлера для стержня с шарнирными опорами по концам (основной случай).
9
Учет других видов закрепления. Понятие о гибкости и приведенной длине
стержня. Формула Эйлера, записываемая через приведенную длину стержня.
Предел применимости формулы Эйлера. Потеря устойчивости при напряжениях за пределом пропорциональности материала. Формула критической силы Энгессера - Ясинского. График критических напряжений в зависимости
от гибкости стержня. Практический метод расчета сжатых стержней на продольный изгиб. Таблицы коэффициентов продольного изгиба . Понятие о
расчете составных стержней.
Тема 20. Продольно - поперечный изгиб прямого бруса
Понятие о продольно-поперечном изгибе. Расчет по деформированному состоянию. Дифференциальное уравнение продольно-поперечного изгиба. Продольный изгиб бруса с небольшим начальным напряжением в главной плоскости. Продольный изгиб бруса силой, приложенной с эксцентриситетом на главной оси инерции. Продольно-поперечный изгиб при наличии
поперечной нагрузки. Приближенный метод. Расчет на прочность при продольно-поперечном изгибе.
Тема 21. Расчеты при некоторых динамических нагрузках
Понятие о динамической нагрузке и динамическом коэффициенте.
Подъем и опускание груза с ускорением. Использование принципа Даламбера. Удар об упругую систему с одной степенью свободы. Расчет по балансу
энергии. Продольный и поперечный удары по брусу. Приближенный учет
массы бруса при ударе. Внезапное приложение нагрузки.
Тема 22. Расчет на прочность при напряжениях,
переменных во времени
Характеристика циклов переменных напряжений. “Усталость” материалов. Виды усталостного излома. Сопротивление при переменных напряжениях. Кривая Велера и предел выносливости. Причины усталостных разрушений. Влияние на величину предела выносливости различных факторов
(концентрации напряжений, чистоты обработки поверхности и др.). Эффективный коэффициент концентрации. Диаграммы предельных амплитуд. Выносливость при совместном изгибе и кручении. Расчет на выносливость и
долговечность при переменных амплитудах напряжений на основе гипотезы
линейного суммирования повреждений. Понятие о расчете механических систем на надежность.
РАЗДЕЛ II. ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРУГОСТИ
И ПЛАСТИЧНОСТИ
10
Тема 23. Основные уравнения теории упругости
Теория напряжений. Дифференциальные уравнения равновесия.
Напряжение на наклонных площадках и условия на поверхности тела. Понятие о тензоре напряжений и его составляющих. Разложение тензора напряжений на шаровой тензор и девиатор напряжений. Главные площадки и главные напряжения. Инварианты тензора напряжений и девиатора напряжений.
Интенсивность напряжений. Наибольшие касательные напряжения.
Теория деформаций. Вектор перемещений. Выражение компонентов
деформации через перемещения (геометрические соотношения Коши). Уравнение неразрывности деформаций Сен-Венана. Тензор деформации и его составляющие. Главные деформации и главные оси деформации. Интенсивность деформаций.
Обобщенный закон Гука. Выражение деформаций через напряжения
и напряжений через деформации в трехмерном изотропном теле. Закон Гука,
связывающий объемную деформацию и среднее напряжение. Понятие о законе Гука для анизотропного тела.
Уравнение равновесия и перемещений (уравнение Ламе). Уравнения
неразрывности деформаций в напряжениях (уравнение Бельтрами - Митчелла). Формулировка основной задачи теории упругости в напряжениях и перемещениях. Типы граничных условий на поверхности тела. Теория о единственности решения общей задачи теории упругости. Простейшие задачи
теории упругости.
Тема 24. Плоская задача теории упругости
Плоская деформация. Плоское обобщенное напряженное состояние.
Уравнение равновесия и уравнение неразрывности деформаций в декартовых
координатах. Функция напряжений Эри. Бигармоническое уравнение плоской задачи. Граничные условия.
Решение плоской задачи для прямоугольных односвязных областей
методом полиномов. Чистый изгиб балки: изгиб консольной балки силой
приложенной на конце; балка на двух опорах под действием равномерно
распределенной нагрузки; треугольная подпорная стенка. Метод тригонометрических рядов Рибьера - Файлона. Расчет балки-стенки. Принцип СенВенана. Понятие о методе конечных разностей (метод сеток).
Основные соотношения плоской задачи в полярных координатах.
Осесимметричные задачи. Расчет трубы с толстыми стенками (задача Ламе).
Чистый изгиб кривого бруса (задача Х.С. Головина). Клин, нагруженный в
вершине сосредоточенной силой. Сжатие и изгиб клина. Действие сосредоточенной силы на полуплоскость Круги Бруссинеска. Действие распределенной нагрузки на полуплоскость. Понятие о расчете цилиндрических катков.
Понятие о действии сосредоточенной силы на упругое полупространство.
11
Тема 25. Изгиб пластин
Классификация пластин. Гипотезы, принимаемые в теории изгиба
тонких пластин. Выражение изгибающих и крутящих моментов через функцию прогибов. Основное дифференциальное уравнение изгиба пластины в
прямоугольных координатах (уравнение Софи Жермен - Лагранжа). Граничные условия для основных случаев закрепления краев пластины. Применение
двойных и простых тригонометрических рядов к расчету прямоугольных
пластин (метод Навье и метод Мориса Леви). Понятие о расчете прямоугольной пластины на упругом основании. Простейшие осесимметричные задачи
по изгибу круглых сплошных кольцевых пластин.
Вариационные методы решения задач по теории изгиба и устойчивости пластин путем приведения основного уравнения в частных производных
к системе линейных алгебраических уравнений. Энергетический метод Ритца-Тимошенко. Метод Бубнова-Галеркина. Приведение основного уравнения
изгиба пластины к системе обыкновенных дифференциальных уравнений
(метод В.З. Власова).
Понятие о расчете гибких пластин. Уравнения Кармана, учитывающие геометрическую нелинейность.
Тема 26. Основы расчета тонких оболочек
Основные сведения из теории поверхностей. Главные кривизны и
главные линии кривизны. Гауссова кривизна. Оболочки положительной, отрицательной и нулевой гауссовой кривизны. Понятие о расчете оболочки по
безмоментной теории. Гипотезы, принимаемые в теории изгиба тонких оболочек. Расчет оболочек вращения на осесимметричную нагрузку по общей
теории. Понятие о краевом эффекте. Краевой эффект в цилиндрической и
сферической оболочках.
Расчет замкнутых и открытых цилиндрических оболочек на произвольную нагрузку.
Полубезмоментная теория цилиндрических оболочек В.З. Власова.
Решение задач на основе этой теории методом Бубнова-Галеркина с применением балочных функций.
Элементы теории пологих оболочек В.З. Власова. Основные гипотезы. Система основных уравнений смешанного типа и методы ее решения.
Понятие о расчете гибких пологих оболочек. Уравнение типа Кармана, учитывающее геометрическую линейность.
Тема 27. Основы теории пластичности и ползучести
Условия пластичности Сен-Венана и Мизеса. Простое и сложное
нагружение тела. Активная, пассивная и нейтральная деформации. Модели
идеальнопластических и жесткопластических тел.
Основные законы деформационной теории пластичности (теории ма12
лых упруго--пластических деформаций А.А. Ильюшина) и теории пластического течения. Простейшие задачи по теории пластичности: чистый изгиб
балки, кручение круглого бруса, труба под внутренним давлением. Понятие
о несущей способности балок и плит на основе модели жесткопластического
тела (теория А.А. Гвоздева)
Явление ползучести в простейших конструкциях. Вязко-упругое поведение элемента конструкции при постоянном напряжении. Модель "тела
Фойгта". Изменение напряжений в элементе конструкции во времени при
постоянных деформациях (явление релаксации). Модель «тела Максвелла».
Кривые ползучести. Понятие о наследственной теории ползучести и теории
старения. Простейшие задачи по теории ползучести: установившаяся ползучесть балки при чистом изгибе, круглого бруса при кручении, толстой трубы
под внутренним давлением.
4.2.Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам
10
Виды учебных занятий
Контактная работа
(Аудиторная ра- СРС
бота)
ЛК ПЗ ЛБ
1
9
9
9
Всего
часов по
учебному плану
Разделы и темы
Тема 1. Введение
Тема 2. Растяжение и сжатие прямого
бруса
Тема 3. Механические свойства материалов при растяжении и сжатии
Тема 4. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии
Тема 5. Плоское напряженное состояние
Тема 6. Сдвиг
Тема 7. Понятие о пространственном
напряженном состоянии
Тема 8. Экспериментальные методы
исследования деформаций и напряжений
Тема 9. Гипотезы прочности и пластичности
Тема 10. Геометрические характеристики поперечных сечений
Тема 11. Кручение
13
11
11
2
1
1
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
10
9
1
9
9
Тема 12. Изгиб
14
Тема 13. Определение перемещений
при изгибе
Тема 14. Изгиб статически неопределимых балок
Тема 15. Изгиб балок на упругом основании
Тема 16. Сложное сопротивление
Тема 17. Изгиб и кручение тонкостенных стержней открытого профиля (теория В.З. Власова)
Тема 18. Изгиб и растяжение (сжатие)
плоского кривого бруса
Тема 19. Устойчивость сжатых стержней (продольный изгиб)
Тема 20. Продольно - поперечный изгиб прямого бруса
Тема 21. Расчеты при некоторых динамических нагрузках
Тема 22. Расчет на прочность при
напряжениях, переменных во времени
Тема 23. Основные уравнения теории
упругости
Тема 24. Плоская задача теории упругости
Тема 25. Изгиб пластин
Тема 26. Основы расчета тонких оболочек
Тема 27. Основы теории пластичности
и ползучести
Зачет
Экзамен
ИТОГО
1
2
2
9
10
1
9
11
2
9
9
14
9
1
2
2
9
9
9
9
9
14
1
2
2
9
10
9
1
9
9
10
9
9
1
9
9
9
9
9
9
9
15
15
4
9
288
8
10
8
249
4.3. Тематика практических занятий
Тема практического занятия
Количество часов
всего
в т.ч. в интерактивной форме
часы
форма занятия
1
Расчеты на прочность и жесткость
при растяжении и сжатии
Изгиб
Определение перемещений при из-
2
1
14
гибе
Изгиб статически неопределимых
балок
Сложное сопротивление
Устойчивость сжатых стержней
(продольный изгиб)
всего
2
2
2
10
4.4. Тематика лабораторных работ
Тема лабораторных работ
Количество часов
всего
в т.ч. в интерактивной форме
часы
форма занятия
2
1. Расчеты на прочность и жесткость
при растяжении и сжатии
2. Изгиб
3. Сложное сопротивление
4. Устойчивость
всего
2
2
2
8
4.5. Тематика контрольных работ
Контрольная работа №1
1. Растяжение и сжатие прямого бруса
2. Геометрические характеристики поперечных сечений
3. . Изгиб: подбор сечения и вычисление перемещений
Контрольная работа №2
1. Изгиб: расчет статически неопределимой балки
2. Косой изгиб
3. Расчет на устойчивость
5.Учебно-методическое обеспечение для самостоятельной работы
обучающихся по дисциплине (модулю)
5.1.Распределение часов по темам и видам самостоятельной работы
Разделы и темы
Всего часов по
Вид работы
учебному плану
Тема 1. Введение
9
Тема 2. Растяжение и сжатие
прямого бруса
9
Тема 3. Механические свойства материалов при растя-
9
15
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
жении и сжатии
Тема 4. Расчеты на прочность и жесткость при растяжении и сжатии
9
9
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
9
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
9
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
9
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Тема 5. Плоское напряженное состояние
9
Тема 6. Сдвиг
9
Тема 7. Понятие о пространственном напряженном состоянии
Тема 8. Экспериментальные
методы исследования деформаций и напряжений
Тема 9. Гипотезы прочности
и пластичности
Тема 10. Геометрические
характеристики поперечных
сечений
9
Работа с литературой. Подготовка к зачету.
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
Тема 11. Кручение
9
Тема 12. Изгиб
9
Тема 13. Определение перемещений при изгибе
9
Тема 14. Изгиб статически
неопределимых балок
Тема 15. Изгиб балок на
упругом основании
Тема 16. Сложное сопротивление
Тема 17. Изгиб и кручение
тонкостенных стержней открытого профиля (теория
В.З. Власова)
Тема 18. Изгиб и растяжение (сжатие) плоского кривого бруса
Тема 19. Устойчивость сжатых стержней (продольный
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к зачету. Выполнение
контрольной работы.
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
16
изгиб)
Тема 20. Продольно - поперечный изгиб прямого бруса
Тема 21. Расчеты при некоторых динамических нагрузках
Тема 22. Расчет на прочность при напряжениях, переменных во времени
Тема 23. Основные уравнения теории упругости
Тема 24. Плоская задача теории упругости
Тема 25. Изгиб пластин
Тема 26. Основы расчета
тонких оболочек
Тема 27. Основы теории пластичности и ползучести
Итого
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
15
Работа с литературой. Подготовка к экзамену.
9
249
5.2. Перечень учебно-методического обеспечения для
самостоятельной работы студентов с указание места их нахождения
- учебная литература – библиотека филиала, электронные библиотечные системы;
- методические рекомендации по контрольной работы;
- методические рекомендации по самостоятельному изучению теоретического материала.
6. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
обучающихся по дисциплине (модулю).
Состав фонда оценочных средств при заочной форме обучения
Виды оценочных средств
Количество
Текущий контроль
Контрольная работа
2
Промежуточный контроль (промежуточная аттестация)
Зачет
1
Экзамен
1
Фонд оценочных средств представлен в приложении к рабочей программе
17
7. Перечень основной и дополнительной литературы
7.1. Основная литература
Заглавие
Л1.1
Авторы, составители
Горбачев К.П.
Л1.2
Лукьянов А.М.
Сопротивление материалов:
учебное пособие для вузов
ж.-д. транспорта
Л1.3
Степин П.А.
Л1.4
Степин П.А.
Сопротивление материалов:
учебник
Сопротивление материалов:
учебник
Сопротивление материалов:
конспект лекций
Издательство,
год
М.: Проспект.2015.- 312 с.
режим доступа:
https://www.bo
ok.ru/book/918
055/view
М.: ГОУ УМЦ
по
образованию
на
железнодорож
ном
транспорте.2008, 560 с.
СПб.: Лань.2010.- 320 с.
СПб.: Лань.2014.- 320 с.
Количво
Электронный
ресурс
20
30
ЭлектронРежим
доступа: ный
http://e.lanbook.co
ресурс
m/book/3179
Л2.1
Л2.2
Л2.3
Л2.4
Л2.5
Л2.7
Л2.7
7.2. Дополнительная литература
Александров А.В., Сопротивление материалов: М.:
Высшая
Потапов В.Д.,
учебник
школа, 2008. –
Державин Б.П.
650 с.
Ахметзянов М.Х.
Сопротивление материалов: М.:
Юрайт.учебник
2011.- 300 с.
Дарков А.В., ШаСопротивление материалов: М.: Высш.
пиро Г.С.
учебник
школа. 1989.654 с.
Межецкий Г.Д.
Сопротивление материалов: М.: Дашков и
учебник
К.- 2011.- 432
с.
Михайлов А.М.
Сопротивление материалов: М.:
ИЦ
учебник
Академия.2009.- 448 с.
Сиренко Р.Н.
Сопротивление материалов: М.: РИОР –
учебное пособие
2007.- 157 с.
Степин П.А.
Сопротивление материалов: М.:
Высш.
учебник
школа. 1988.367 с.
18
10
10
10
10
5
12
20
8. Перечень ресурсов информационно - телекоммуникационной сети
"Интернет", необходимых для освоения дисциплины (модуля)
1. Официальный сайт филиала
2. Электронные библиотечные системы
9. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины
Занятия по дисциплине «Сопротивление материалов» проводятся в виде лекций, лабораторных и практических занятий.
1. Лекционный материал рекомендуется конспектировать. У студента должна быть тетрадь и письменные принадлежности для ведения конспекта.
2. Практические занятия проводятся в виде решения задач по пройденным
темам как вручную, так и с помощью компьютерных программ.
При подготовке к практическим занятиям по дисциплине необходимо изучить рекомендованный лектором материал, иметь при себе конспекты соответствующих тем и необходимый справочный материал.
3. Лабораторные работы проводятся в специализированной лаборатории, а
также в компьютерном классе в виде экспериментов с образцами с помощью соответствующей программы. Бланки для заполнения полученных экспериментально
значений выдаются преподавателем.
В рамках самостоятельной работы студент должен выполнить две контрольные работы. Прежде чем выполнять задания контрольных работ, необходимо
изучить теоретический материал, ознакомиться с методическими указаниями по
выполнению контрольных работ. Выполнение и защита контрольных работ являются непременным условием для допуска к зачету и экзамену. Во время выполнения контрольных работ можно получить групповые или индивидуальные консультации у преподавателя.
При подготовке к зачету и экзамену нужно изучить рекомендованную литературу, лекционный материал.
10. Перечень информационных технологий, программного обеспечения и информационных справочных систем, используемых
при осуществлении образовательного процесса по дисциплине
При осуществлении образовательного процесса по дисциплине используются
следующие информационные технологии и программное обеспечение:
- для проведения практических занятий используется программа POLUS,
имеющаяся в свободном доступе в интернете.
- для проведения лабораторных работ применяется лицензионная программа
COLUMBUS классов.
11. Описание материально - технической базы, необходимой для
осуществления образовательного процесса по дисциплине (модулю)
11.1. Требования к аудиториям (помещениям, кабинетам)
для проведения занятий с указанием соответствующего оснащения
Аудитория для проведения занятий лекционного типа, - аудитория № 604
соответствует требованиям пожарной безопасности и охраны труда по освещенности, количеству рабочих (посадочных) мест студентов. Оснащена необходимым оборудованием, обеспечивающим проведение предусмотренного учебным
19
планом лекционных занятий по дисциплине. Освещенность рабочих мест соответствует действующим СНиПам.
Оборудование: столы ученические - 11 шт., стулья ученические –23
шт., доска настенная – 1 шт., стол преподавателя – 1 шт., стул преподавателя – 1 шт., экран, проектор (переносные)
Аудитория для проведения занятий семинарского типа - аудитория №
408 соответствует требованиям пожарной безопасности и охраны труда по освещенности, количеству рабочих (посадочных) мест студентов. Оснащена необходимым оборудованием, обеспечивающим проведение предусмотренных учебным
планом практических и лабораторных занятий по дисциплине. Освещенность рабочих мест соответствует действующим СНиПам.
Оборудование: столы ученические - 33 шт., стулья ученические –43 шт.,
доска настенная – 1 шт., стол преподавателя – 1 шт., стул преподавателя – 1
шт.компьютеры – 22 шт., видеопанель – 1 шт.
11.2. Перечень лабораторного оборудования
Лаборатория Компьютерный класс аудитория № 408 соответствует требованиям пожарной безопасности и охраны труда по освещенности, количеству
рабочих (посадочных) мест студентов. Оснащена необходимым оборудованием,
обеспечивающим проведение предусмотренных учебным планом практических и
лабораторных занятий по дисциплине. Освещенность рабочих мест соответствует
действующим СНиПам.
Оборудование: столы ученические - 33 шт., стулья ученические –43 шт.,
доска настенная – 1 шт., стол преподавателя – 1 шт., стул преподавателя – 1
шт.компьютеры – 22 шт., видеопанель – 1 шт.
20
