ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МЭИ»
В Г. СМОЛЕНСКЕ
Рабочая программа дисциплины (модуля)
_____________Механика_________________
(Наименование дисциплины (модуля)
Направление подготовки 140100 Теплоэнергетика и теплотехника ____________
________________________________________________________________________
Профиль подготовки Энергообеспечение предприятий _____________________
________________________________________________________________________
Квалификация (степень) выпускника бакалавр____________________________
________________________________________________________________________
(бакалавр, магистр)
Форма обучения очная ___________________________________________________
(очная, очно-заочная и др.)
Смоленск - 2011 г.
Цикл:
Часть цикла:
№ дисциплины по учебному плану:
Часов (всего) по учебному плану:
Трудоемкость в зачетных единицах
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Объем самостоятельной работы
по учебному плану (всего)
Экзамен
Профессиональный
базовая
Б3.3
144
4
36
18
18
4 семестр
4 семестр
4 семестр
4 семестр
36
4семестр
36
4 семестр
1 Цель и задачи освоения дисциплины (модуля)
Цель дисциплины: изложение методов описание поведения абсолютно твердых тел, твердых деформирующих тел и
способы применения практических задач по расчету и проектированию элементов конструкций, деталей машин и
механизмов.
Задача дисциплины: научить студента создавать надежные и экономичные конструкции, сооружения, детали машин и
механизмов, обеспечивающие их длительную эксплуатацию.
2 Место дисциплины в структуре ООП ВПО
Дисциплина является базой для изучения других дисциплин естественно-научного и профессионального цикла.
Дисциплина опирается на базовое среднее образование и Б2.1.,В2.1В2.2, Б2.2, Б3.1.
Знания и навыки, полученные студентами в процессе изучения дисциплины «Механика», используются при изучении
дисциплин В.3.5.1, В.3.7, В.3.9.6, В.3.9.5.
3 Требования к результатам освоения дисциплины (модуля)
В результате освоения дисциплины «Механика» формируются следующие компетенции:
Темы,
разделы
дисциплины
Механика
Количество
часов
144
Код компетенции
7
1
8
ОК
ПК
ПК
Σ
общее количество компетенций
3
Общекультурные компетенции (ОК-7), профессиональные компетенции (ПК-1,8)
В результате освоения дисциплины «Механика» студенты должны знать: виды механизмов, их классификацию и
области применения, основные гипотезы механики материалов и конструкций, основные виды нагрузок (сжатие,
растяжение, изгиб, кручение, сдвиг); теорию напряженного состояния, надежности и устойчивости материалов и
конструкций, прочности материалов при сложном напряженном состоянии; уметь использовать информационные
технологии, в том числе современные средства компьютерной графики для проектирования элементов конструкций с
использованием нормативной документации, современных методов поиска и обработки информации; владеть:
методами расчета на прочность конструкций, деталей машин и механизмов.
4 Структура и содержание дисциплины (модуля)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Разделы и темы дисциплины
Раздел 1. Сопротивление
материалов
Введение.
Напряженнодеформированное
состояние
изотропного тела. Внутренние
усилия. Метод сечений. Эпюры
внутренних усилий. Деформация
при упругом растяжении и
сжатии.
Закон
Гука.
Коэффициент Пуассона.
Растяжение-сжатие.
Напряжения, перемещения.
Условие прочности. Подбор
сечений.
Кручение. Напряжение.
Перемещение. Условие
прочности. Подбор сечений.
Изгиб балок. Напряжение.
Условие прочности. Подбор
сечений
Понятие о сложном
деформированном состоянии.
Понятие о теориях прочности.
Устойчивость сжатых стержней.
Понятие о продольном изгибе.
Предел применимости формулы
Эйлера. Эмпирические формулы
для критических напряжений.
Раздел 2. Теория механизмов и
машин
Введение. Роль курса ТММ в
инженерной
подготовке
студента. Механика машин и ее
основные разделы. Механизмы,
классификация.
Основные
понятия и определения.
Структурный анализ механизма.
Кинематические пары и цепи.
Классификация пар и цепей.
Структура механизма. Число
степеней свободы механизма.
Структурный синтез механизма.
Семестр
№
п/п
Неделя семестра
Общая трудоемкость дисциплины составляет _4__ зачетные единицы, __144_(36+18+18+36+36) часа
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
лк
у
6
лаб
раб
6
Формы
текущего
контроля
успеваемости
Форма
промежуточной
аттестации
самраб
4
1-6
12
12
4
1
2
4
2
2
1
1
2
4
3
2
1
2
2
4
4
2
1
2
2
4
5
2
1
4
6
2
2
1
2
4
7-12
12
6
6
12
4
7
2
1
4
8
2
1
2
2
4
9
2
1
2
2
2
2
2
Защита раздела
1
расчетного
задания
Кинематический
анализ
механизмов.
Центроиды.
Кинематика начальных звеньев.
Определение положений звеньев
и построение траекторий точек
за один цикл механизма.
10
Динамический
анализ
механизмов.
Две
задачи.
Силовой анализ: силы движущие
и
силы
производственных
сопротивлений.
Работа
и
мощность.
11
Силы инерции звеньев плоских
механизмов. Планы сил для
плоских
механизмов.
Определение
внешних
и
внутренних (в кинематических
парах) реакций.
12
Уравновешивание механизмов.
Неуравновешенность
роторов и ее виды. Балансировка
роторов. Неуравновешенность
механизмов и ее виды. Полное и
частичное
уравновешивание механизмов
Раздел 3. Детали машин
13
Основы проектирования
механизмов. Требования к
деталям машин. Механические
передачи трением и
зацеплением. Кинематические и
силовые параметры передач.
Классификация, устройство,
принцип работы.
14
Типовые механизмы: зубчатые,
винтовые,
кулачковые,
рычажные, волновые, ременные,
цепные. Типовые устройства и
элементы передач.
15,16 Оси и валы. Расчет валов.
Соединения вал - втулка. Опоры
скольжения
и
качения,
уплотнительные устройства.
17
Муфты. Фиксаторы. Упругие
элементы.
Соединения.
Корпусные детали
18
Взаимозаменяемость. Допуски и
посадки.
Виды
соединения
деталей.
Экзамен
Итого:
4
10
2
1
2
4
11
2
1
2
4
12
2
1
2
2
4
4
13-18
13
12
2
6
6
2
12
2
4
14
2
2
2
2
4
15,16
4
2
2
4
4
17
2
4
18
2
36
Защита раздела
2
расчетного
задания
2
2
2
18
36
72
18
Защита
расчетного
задания
144
5 Образовательные технологии
При изучении дисциплины рекомендуется использовать различные типы дидактических
информационных средств в сочетании с печатными учебно-наглядными пособиями, приборами,
действующими моделями и другими средствами обучения.
При подборе дидактических информационных средств для проведения различных форм
занятий необходимо учитывать следующие факторы:

Предположительный способ передачи информации (вербальный, образный,
символьный);

Канал восприятия информации (аудитивный, визуальный, аудиовизуальный,
кинестетический);

Способ применения дидактических информационных средств (демонстрационный,
фронтальный);

Форма предъявления дидактических информационных средств (коллективную,
групповую, персональную).
В процесс изучения дисциплины возможны следующие формы проведения занятий:
Семинарские занятия:
 просеминар (цель – ознакомление студентов со спецификой самостоятельной работы, с
литературой, первоисточниками, методикой работы с ними)
 семинар (цель – углубленное изучение определенных тем и разделов, исследование
определенных научных проблем)
 спецсеминар (цель – обучение общению студентов по определенной научной проблеме).
 интерактивные и деловые игры.
 сюжетно-ролевые игры;
 имитационные игры.
Лекционные занятия:
 вводная с постановкой проблемы;
 объяснительно- иллюстративная;
 лекции - визуализация;
 лекция с запланированными ошибками.
Лабораторные занятия:
 ознакомительные, предпринимаемые с целью закрепления и конкретизации изученного
теоретического материала;
 выполняемые с целью выработки конкретных умений и навыков решения задач,
отражающих суть подготовки по конкретной учебной дисциплине;
 аналитические, ставящие своей целью получение новой информации;
 творческие, связанные с получением новой информации путем самостоятельно
выбранных подходов решения задач.
6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
Вопросы для подготовки к экзамену по дисциплине
1. Опытное изучение растяжения материалов. Диаграмма растяжения и ее характерные
точки.
2. Классификация внешних сил. Основные виды деформаций.
3. В чем состоит отличие пластичных материалов от хрупких?
4. Что такое расчетное, предельное и допускаемое напряжения? От каких факторов они
зависят?
5. Что такое напряжение? Каков его физический смысл? Какова размерность
напряжения? Какие бывают напряжения?
6. С какими внутренними силовыми факторами связано возникновение в поперечном
сечении бруса нормальных напряжений и с какими - касательных напряжений?
7. Какова цель метода сечений? В чем заключается его сущность?
8. Как выбирается допускаемое напряжение в зависимости от механических свойств
материала?
9. Задачи и допущения в курсе “Сопротивление материалов”
10. Основные виды деформаций. Метод сечений. Напряжение.
11. Деформация растяжения. Определение напряжения. Закон Гука.
12. Напряжения в наклонных сечениях при растяжении в одном направлении.
13. Расчеты на прочность при растяжении/сжатии. Допускаемые напряжения.
14. Определение внутренних усилий при растяжении/сжатии.
15. Сдвиг. Напряжения и закон Гука при сдвиге. Допускаемые напряжения при сдвиге.
16. Какими перемещениями сопровождается кручение? Напишите формулу для
определения перемещений при кручении.
17. Расчеты на прочность и жесткость при кручении.
18. Основные понятия при кручении. Построение эпюр крутящих моментов.
19. Какие напряжения возникают в поперечных сечениях вала при кручении? Каков закон
их изменения? По каким формулам определяются напряжения в произвольной точке и
максимально нагруженной?
20. Моменты инерции плоских фигур.
21. Моменты инерции относительно параллельных осей.
22. Статические моменты плоских фигур.
23. Какова цель испытаний материалов на растяжение? Что такое предел
пропорциональности, предел текучести, предел прочности?
24. Что такое полярный момент инерции Jp и полярный момент
сопротивления Wp сечения? Напишите формулы для определения Jp и Wp для круга и
кольца.
25. Изменится ли величина максимальных касательных напряжений и максимальный
угол поворота сечения, если заменить материал бруса, например, сделать его из
сплава алюминия, а не из стали?
26. Какие напряжения возникают в поперечных сечениях бруса при чистом изгибе?
27. Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил.
28. Условие прочности при изгибе.
29. Основные понятия о деформации изгиба.
30. Определение внутренних усилий при изгибе. Правила знаков для поперечной силы и
изгибающего момента.
31. Зависимость между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и
изгибающим моментом.
32. Нормальные напряжения при изгибе.
33. Касательные напряжения при изгибе балки прямоугольного сечения.
34. Понятие о главных напряжениях. Гипотезы прочности.
35. Косой изгиб (изгиб в двух плоскостях).
36. Совместное действие кручения и растяжения/сжатия.
37. Понятие о теориях прочности.
38. Устойчивость сжатых стержней. Понятие о продольном изгибе. . Предел
применимости формулы Эйлера. Эмпирические формулы для критических
напряжений.
39. Теория механизмов. Виды механизмов. Классификация. Кинематические пары.
Классификация пар.
40. Взаимозаменяемость. Допуски и посадки.
41. Механические передачи трением и зацеплением. Классификация передач и их
назначение.
42. Основные требования и критерии работоспособности, предъявляемые к механизмам и
их деталям.
43. Машиностроительные материалы и критерии выбора материалов при проектировании
деталей машин.
44. Элементы теории зубчатого зацепления. Геометрия зубчатого зацепления.
45. Основные кинематические и силовые соотношения для одно и многоступенчатых
передач. Классификация. Устройство. Принцип работы, область применения.
46. Валы и оси. Соединения вал - втулка.
47. Опоры скольжения и качения. Уплотнительные устройства.
48. Типовые механизмы: зубчатые, винтовые.
49. Кулачковые механизмы.
50. Рычажные механизмы.
51. Ременные передачи.
52. Цепные передачи.
53. Муфты.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Содержание расчетного задания:
Проверка прочности ступенчатого стального стержня при растяжении и сжатии.
Кручение; определение диаметра вала.
Построение эпюр внутренних усилий в балках.
Подбор поперечных сечений при изгибе.
Раскрытие статической неопределенности для заданной балки, построение эпюр Мх и Qу.
Построение эпюр внутренних силовых факторов при совместном действии изгиба с
кручением.
7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)
Основная литература:
1. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для студентов втузов. - М: Высшая школа 2003г.
2. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование технологического оборудования.
Учебное пособие для студентов вузов. -М.: Машиностроение, 2003. – 560 с.
3. Детали машин и основы конструирования/ Под ред. И.Н. Ерохина. – М.: КолосС, 2004. –
426 с.
4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для
машиностроит. спец. учреждений среднего профессионального образования. – М.:
Машиностроение, 2002. – 536 с.
5. Щейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для студентов
средних специальных заведений, обучающихся по техническим специальностям. –
Калининград: Янтар. сказ, 2004. – 454 с.
Дополнительная литература
1. Ицкович Г.М. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. Учебное
пособие. -М: Высшая школа 2001. – 591 с.
2. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский и др. – М.: Альянс,2005, 414 с.
3. Миролюбов И.Н. и др. Сопротивление материалов: Пособие по решению задач. – СПб.:
Издательство «Лань», 2004. – 512 .
4. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум: Учебное пособие для вузов / А.С.
Вольмир и др. – М.: Дрофа, 2004. – 352 с.
5.Степанов А.П., Тимошенко Л.А. Методические указания к лабораторным работам по
курсам «Механика», «Прикладная механика» - Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г.
Смоленске, 2004. – 40 с.
6.Степанов А.П., Тимошенко Л.А. Методические указания к лабораторным работам по
курсу «Механика» - Смоленск: филиал ГОУВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Смоленске, 2008. – 44 с.
Интернет-ресурсы:
1. Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: программные комплексы
Solid Works, AnsysFluent; www.power-m.ru; www.utz.ru; www.turboatom.com.ua.
Периодические издания
1. «Автоматизация и современные технологии»
2. «Вестник компьютерных и информационных технологий»
3. «Вестник машиностроения»
4. «Информатизация и системы управления в промышленности»
5. «Информационные технологии и вычислительные системы»
6. «Математические модели и информационные технологии»
7. «Приоритетные направления развития науки и технологий и перспективные изобретения»
8. «Проблемы машиностроения и надежности машин»
Электронные ресурсы:
1. ЭБС «Лань» – http://e.lanbook.com
2. ЭБС «Универсальная библиотека онлайн» – http://biblioclub.ru
3. Научная электронная библиотека еLIBRARU. RU – http://elibraru.ru
4.Интернет- библиотека Издательского дома МЭИ «НЕЛБУК» – http://www.neibook.ru
5.Библиографическая и реферативная база данных SciVerse Scopus – www.scopus.com
6.Реферативная база данных Web of Science – http://webofknowlege.com
8 Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)
В процессе освоения дисциплины при подготовке к занятиям используются следующие
формы материально-технического обеспечения:

дидактические информационные средства;

печатные учебно-методические пособия;

действующие модели и др.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и
ПрООП ВПО по направлению 140100 Теплоэнергетика и теплотехника
Авторы
Кончина Л.В.
Степанов А.П.
Рецензент(ы)
Программа одобрена на заседании ________________________________________________________
(Наименование уполномоченного органа вуза (УМК, НМС, Ученый совет) от ___________ года,
протокол № ________.