38.03.07.03 Б2.В.ОД.3 Прикладная механика

2
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1. Цели освоения дисциплины:
Изучение основ законов движения и
взаимодействия реальных технических объектов и способов решения практических задач.
1.2. Задачи: Приобретение знаний по разделам «Теоретическая механика»,
«Сопротивление материалов» и «Детали машин»; овладение умением выбора материалов и
расчета деталей на прочность; получение представлений о назначении деталей машин
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ
ПРОГРАММЫ
2.1. Цикл (раздел) ОП: Б2.В.ОД.3.
2.2. Связь с другими дисциплинами учебного плана
Перечень действующих и предшествующих
Перечень последующих дисциплин, видов
дисциплин с указанием разделов (тем)
работ
Математика
Инженерная графика.
Физика
Основы проектирования товаров.
3. ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Студент должен знать: основные методы определения условий равновесия механических
систем, их кинематических параметров, законы динамики; основные виды деформаций,
методы механических испытаний материалов, основы прочностных расчетов элементов
конструкций; основные узлы и детали машин(ПК-2).
Студент должен уметь:решать задачи статики, кинематики и динамики; анализировать
результаты механических испытаний материалов; решать задачи по определению прочности
и работоспособности элементов конструкций(ПК-2).
Студент должен владеть: информацией об оценке свойств различных материалов по
результатам механических испытаний; подборе необходимых материалов и размеров
элементов конструкций; оценке работоспособности типовых деталей машин; работе со
справочной литературой( ПК-2).
У студента должны быть сформированы элементы следующих компетенций:
Общепрофессиональные: способностью находить организационно-управленческие решения
в стандартных и нестандартных ситуациях (ПК-2).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
в том числе в
интерактивной
форме, час.
1-18
1-6
1-2
36
12
4
24
8
4
Вид занятия, модуль, тема и краткое содержание
Лекции
Модуль 1 «Теоретическая механика»
Тема 1.1 «Основные определения теоретической механики.
Аксиомы статистики». Предмет и задачи теоретический
3
Формируемые
компетенции
Кол. час
Аудиторные занятия − очная форма обучения
Неделя
4.1.
ПК2
3-4
4
5-6
2
2
7-18
7-8
12
2
8
2
9-10
4
22
11-12
4
13-14
2
2
2
механики. Понятие о силе и системе сил. Аксиомы
статистики. Связи и реакции связей.
Тема1.2 «Условия равновесия системы сил». Система сил,
произвольно расположенных в пространстве. Момент силы
относительно точки и оси. Пара сил, момент пары сил.
Сложение сил, произвольно расположенных в плоскости.
Условия и уравнения равновесия сил, произвольно
расположенных на плоскости и в пространстве. Центр
тяжести и устойчивость равновесия. Определение координат
центра тяжести. Устойчивость равновесия. Трение.
Тема 1.3 «Кинематика точки Кинематика твердого
тела»Равномерное и равнопеременное движение.
Определение скорости точки. Определение ускорения точки.
Частные случаи движения. Сложное движение точки и
твердого тела. Абсолютное, относительное и переносное
движения. Определение относительной скорости.
Плоскопараллельное движение. Мгновенный центр скоростей
Тема 1.4 Лекция «Динамика точки и твердого тела».
Аксиомы динамики. Работа и мощность. Коэффициент
полезного действия. Динамика материальной точки и
материальной системы. Силы инерции. Принцип Даламбера.
Импульс силы и количество движения. Потенциальная и
кинетическая энергия. Основное уравнение динамики для
вращательного движения твердого тела.
Тема.15«Основные положения сопротивления материалов».
Понятия о деформациях, упругости, прочности. Нагрузки,
напряжения. Метод сечений. Растяжение и сжатие прямого
бруса. Продольные силы. Напряжения в поперечных сечениях
бруса. Эпюры продольных сил и нормальных напряжений.
Модуль 2 « Сопротивление материалов»
Тема 2.1 «Деформации при растяжении и сжатии. Кручение».
Закон Гука для растяжения и сжатия. Обобщенный закон
Гука. Механические свойства и испытания материалов.
Крутящий момент. Напряженное состояние в точке тела.
Чистый сдвиг. Кручение бруса круглого поперечного сечения.
Расчеты на прочность и жесткость бруса при кручении.
Тема 2.2 Лекция «Геометрические характеристики плоских
сечений Прямой изгиб». Моменты инерции плоских сечений.
Главные оси и главные моменты инерции. Поперечные силы
и изгибающие моменты. Построение эпюр поперечных сил и
изгибающих моментов. Расчеты на прочность при изгибе.
Тема 2.3 Лекция «Сложные виды деформации
руса.Устойчивость сжатых стержней». Косой изгиб. Изгиб с
растяжением (сжатием). Гипотезы пластичности и прочности
материалов. Круги Мора. Расчеты на прочность.
Понятие об устойчивости равновесия сжатого стержня.
Критическая сила. Формула Эйлера и пределы ее
применимости.
Тема 2.4 Лекция «Прочность при напряжениях, переменных
4
ПК2
во времени». Основные понятия и определения. Предел
выносливости и основные факторы, влияющие на его
величину.
12
4
8
4
Модуль 3 «Теория механизмов и детали машин»
Тема3.1 «Общие сведения о деталях машин. Резьбовые
соединения». Машина и механизм. Основные требования,
предъявляемые к машинам и их деталям. Коэффициент запаса
прочности, допускаемые напряжения. Винтовая линия и
резьба. Конструктивные элементы резьбовых соединений.
Расчет резьбовых соединений.
2
2
2
2
2
2
2
2
Тема 3.2 Лекция «Неразъемные соединения». Сварные
соединения. Заклепочные соединения. Клеевые соединения.
Тема 3.3 «Передачи». Назначение передач и их
классификация. Основные кинематические и силовые
соотношения. Фрикционные передачи. Ременные передачи.
Зубчатые передачи. Расчеты на прочность зубчатых передач.
Редукторы. Червячные передачи. Цепные передачи. Расчет и
подбор приводных цепей.
Тема 3.4«Валы, оси, шпоночные и шлицевые соединения».
Конструкции и расчет валов и осей. Проверочные расчеты
шпоночных и шлицевых соединений.
Тема 3.5 «Опоры валов и осей. Муфты». Подшипники
скольжения. Подшипники качения. Классификация и виды
муфт.
1-18
1
36
2
28
2
2
2
2
3
4
2
2
2
2
5
6
2
2
2
2
7
8
2
2
2
2
9
2
2
10
2
2
15-18
Лабораторные занятия
Лабораторное занятие «Определение реакций связи». Гладкие
связи, гибкие связи, шарнирно-подвижные и шарнирнонеподвижные опоры.
Лабораторное занятие « Равновесие плоской системы сил».
Плоская система сил, сходящихся в одной точке. Плоская
система сил, произвольно расположенных в плоскости.
Определение центра тяжести плоской фигуры.
Лабораторное занятие «Решение задач кинематики точки».
Лабораторное занятие «Решение задач кинематики твердого
тела». Мгновенный центр скоростей, способы его
определения.
Лабораторное занятие «Решение задач динамики».
Лабораторное занятие «Решение смешанных задач
теоретической механики».
Лабораторное занятие «Решение задач на закон Гука».
Лабораторное занятие «Решение задач на прочность при
кручении».
Лабораторное занятие «Решение задач на определение
прочности бруса при изгибе». Построение эпюр поперечных
сил и изгибающих моментов.
Лабораторное занятие «Определение механических свойств
материала при растяжении».
5
ПК2
ПК2
11
2
2
12
13
14
15
16
2
2
2
2
2
2
2
2
17
2
18
2
Лабораторное занятие «Определение механических свойств
материала при растяжении».
Лабораторное занятие «Испытание материалов на изгиб»
Лабораторное занятие «Испытание материалов на изгиб»
Лабораторное занятие «Испытание материалов на кручение».
Лабораторное занятие «Испытание материалов на кручение».
Лабораторное занятие «Испытание материалов на ударную
вязкость».
Лабораторное занятие «Испытание материалов на
усталостную прочность».
Лабораторное занятие «Основные виды деталей машин».
4
2
1
1
1
1
14
2
6
2
2
2
10
2
4.2.
Вид занятия, модуль, тема и краткое содержание
Лекции
Модуль 1 « Теоретическая механика»
Тема «Основные определения теоретической механики.
Аксиомы статистики». Предмет и задачи теоретический
механики. Понятие о силе и системе сил. Аксиомы
статистики. Связи и реакции связей.
Модуль 2 «. Сопротивление материалов»
Тема «Основные положения сопротивления материалов».
Понятия о деформациях, упругости, прочности. Нагрузки,
напряжения. Метод сечений. Растяжение и сжатие прямого
бруса. Продольные силы. Напряжения в поперечных сечениях
бруса. Эпюры продольных сил и нормальных напряжений.
Модуль 3. «Теория механизмов и детали машин.»
Тема «Общие сведения о деталях машин. Резьбовые
соединения». Машина и механизм. Основные требования,
предъявляемые к машинам и их деталям. Коэффициент запаса
прочности, допускаемые напряжения. Винтовая линия и
резьба. Конструктивные элементы резьбовых соединений.
Расчет резьбовых соединений.
Лабораторные занятия
Лабораторное занятие «Определение реакций связи». Гладкие
связи, гибкие связи, шарнирно-подвижные и шарнирнонеподвижные опоры.
Лабораторное занятие «Решение смешанных задач
теоретической механики».
Лабораторное занятие «Испытание материаловна растяжение,
изгиб , кручение».
Самостоятельная работа студента – очная форма обучения
6
Формируемые
компетенции
в том числе в
интерактивной
форме, час.
Кол. час
Неделя
Аудиторные занятия – заочная форма обучения
ПК2
ПК2
Кол. час
1-18
1-18
36 Темы, разделы, вынесенные на самостоятельную подготовку
12 Тема « Прикладные аспекты теоретической механики».
12 Тема «Применение положений сопромата в практике товароведной и
экспертной деятельности».
12 Тема «Детали машин и теория механизмов и машин ,как составная
часть проектирования товарной продукции».
9 Темы и вопросы, определяемые преподавателем с учетом интересов
студента
1-18
36 Общая трудоемкость самостоятельной работы (час)
36 Подготовка к экзамену
Формируемые
компетенции
Неделя
Темы, разделы, вынесенные на самостоятельную подготовку, тематика рефератной
работы, контрольных работ, рекомендации по использованию литературы, ЭВМ и др.
ПК2
ПК2
117
40
10
10
10
10
37
6
Темы, разделы, вынесенные на самостоятельную подготовку, тематика рефератной
работы, контрольных работ, рекомендации по использованию литературы, ЭВМ и др.
Темы, разделы, вынесенные на самостоятельную подготовку
Модуль 1. Теоретическая механика.
Тема «Условия равновесия системы сил». Система сил, произвольно
расположенных в пространстве. Момент силы относительно точки и
оси. Пара сил, момент пары сил. Сложение сил, произвольно
расположенных в плоскости. Условия и уравнения равновесия сил,
произвольно расположенных на плоскости и в пространстве. Центр
тяжести и устойчивость равновесия. Определение координат центра
тяжести. Устойчивость равновесия. Трение.»
Тема«Кинематика точки». Равномерное и равнопеременное движение.
Определение скорости точки. Определение ускорения точки. Частные
случаи движения.
Тема «Кинематика твердого тела». Сложное движение точки и твердого
тела. Абсолютное, относительное и переносное движения. Определение
относительной скорости. Плоскопараллельное движение. Мгновенный
центр скоростей.
Тема «Динамика точки и твердого тела». Аксиомы динамики. Работа и
мощность. Коэффициент полезного действия. Динамика материальной
точки и материальной системы. Силы инерции. Принцип Даламбера.
Импульс силы и количество движения. Потенциальная и кинетическая
энергия. Основное уравнение динамики для вращательного движения
твердого тела. ПК
Модуль 2. Сопротивление материалов
Тема «Деформации при растяжении и сжатии». Закон Гука для
7
Формируемые
компетенции
Кол. час
Неделя
Самостоятельная работа студента – заочная форма обучения
ПК2
6
6
6
5
4
4
40
10
10
10
10
117
9
растяжения и сжатия. Обобщенный закон Гука. Механические свойства
и испытания материалов.
Тема «Кручение». Крутящий момент. Напряженное состояние в точке
тела. Чистый сдвиг. Кручение бруса круглого поперечного сечения.
Расчеты на прочность и жесткость бруса при кручении.
Тема «Геометрические характеристики плоских сечений». Моменты
инерции плоских сечений. Главные оси и главные моменты инерции.
Тема «Прямой изгиб». Поперечные силы и изгибающие моменты.
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов. Расчеты на
прочность при изгибе.
Тема «Сложные виды деформации бруса». Косой изгиб. Изгиб с
растяжением (сжатием). Гипотезы пластичности и прочности
материалов. Круги Мора. Расчеты на прочность.
Тема «Устойчивость сжатых стержней». Понятие об устойчивости
равновесия сжатого стержня. Критическая сила. Формула Эйлера и
пределы ее применимости.
Тема «Прочность при напряжениях, переменных во времени». Основные
понятия и определения. Предел выносливости и основные факторы,
влияющие на его величину.
Модуль 3. Теория механизмов и детали машин.
Тема «Неразъемные соединения». Сварные соединения. Заклепочные
соединения. Клеевые соединения.
Тема «Передачи». Назначение передач и их классификация. Основные
кинематические и силовые соотношения. Фрикционные передачи.
Ременные передачи. Зубчатые передачи. Расчеты на прочность зубчатых
передач. Редукторы. Червячные передачи. Цепные передачи. Расчет и
подбор приводных цепей.
Тема «Валы, оси, шпоночные и шлицевые соединения». Конструкции и
расчет валов и осей. Проверочные расчеты шпоночных и шлицевых
соединений.
Тема «Опоры валов и осей. Муфты». Подшипники скольжения.
Подшипники качения. Классификация и виды муфт
Контрольная работа1
Темы и вопросы, определяемые преподавателем с учетом интересов
студента
Общая трудоемкость самостоятельной работы (час)
Подготовка к экзамену
5. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
5.1.
№;
1
Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Тесты, вопросы для текущего контроля, для подготовки к зачету, экзамену
Аксиомы статики.
8
ПК2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
Связи и их реакции.
Система сил, сходящихся в одной точке.
Сложение сил. Определение равнодействующей.
Момент силы относительно точки.
Сложение сил, произвольно расположенных в пространстве
Условия равновесия плоской системы сил.
Система сил в пространстве. Условия равновесия пространственной системы сил
Сила тяжести. Центр тяжести. Определение положения центра тяжести
Трение
Основные кинематические параметры поступательного и вращательного движений
Неравномерное движение. Ускорение точки
Простейшие движения твердого тела
Сложное движение точки. Сложение двух движений
Плоскопараллельное движение
Мгновенный центр скоростей. Способы его определения
Сложение двух вращательных движений вокруг параллельных осей
Аксиомы динамики
Работа и мощность. Работа равнодействующей. Коэффициент полезного действия
5.2.
Фонд оценочных средств для проведения текущего контроля
Структура и содержание фонда оценочных средств представлены в Приложении 1 к
рабочей программе дисциплины
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
6.1.
№
1
1
Основная и дополнительная литература
Выходные данные
Количество
экземпляров2
Основная литература3
Прикладная механика [Текст] : учеб. для бакалавров : учеб. для студентов 25
вузов, обучающихся по напр. подготовки и спец. высш. проф. образования
в обл. техники и технологии / В. В. Джамай, Е. А. Самойлов, А. И.
Станкевич, Т. Ю. Чуркина ; под ред. В. В. Джамая ; Моск. авиац. ин-т. 2-е
изд., испр. и доп. - М. : Юрайт, 2013. - 360 с. - (Бакалавр. Базовый курс). 1000 экз. - ISBN 978-5-9916-2181-6
Дополнительная литература4
Иосилевич Г.Б., Строганов Г.Б., Маслов Г.С. Прикладная механика: Учеб. 20
для вузов.-М.: Высш. шк., 2005, 412 с.
.
9
2
Прикладная механика/ Под ред. А.Т.Скойбеды.-Минск: ВШ, 1997, 562 с.
6.2.
№
1
2
…
Перечень программного обеспечения
Наименование программного обеспечения5
Microsoft Office
Project Expert
…
6.4.
№
1
…
Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»
Выходные данные
Бегун П. И. Прикладная механика [Электронный ресурс]: учебник / П. И. Бегун,
О. П. Кормилицын. - СПб: Политехника, 2012. - 467 с. - 5-7325-0859-7.
http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=124008
Прикладная теория пластичности [Электронный ресурс]: учебное пособие / К. М. Иванов,
Н. И. Нестеров, Д. В. Усманов, В. Н. Иванов, Н. А. Бунина. - СПб: Политехника, 2011. 378 с. - 978-5-7325-0996-0. http:// biblioclub.ru /index.php?page= book&id=124322
…
6.3.
№
1
2
…
50
Перечень информационно-справочных систем
Наименование информационно-справочных систем
Консультант +
…
7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Помещения для проведения всех видов , предусмотренных учебным планом работ,
укомплектованы необходимой специализированной учебной мебелью и техническими
средствами обучения. Для проведения лекционных занятий используется
демонстрационное оборудование. Лабораторные занятия проводятся в компьютерных
классах, рабочие места в которых оборудованы необходимыми лицензионными
средствами выходом в Интернет.
№ ауд.
Основное оборудование, стенды, макеты,
компьютерная техника, наглядные пособия и
другие
дидактические
материалы,
обеспечивающие проведение лабораторных и
практических
занятий,
научно-
10
Основное
назначение
(опытное,
обучающее,
контролирующее) и краткая
характеристика
использования при изучении
401
исследовательской
работы
указанием наличия
Компьютерная техника (7 ПК)
405
Компьятерная техника
студентов
с явлений
и
процессов,
выполнении расчетов
Обучающее (для выполнения
лабораторных работ)
Обучающее (для выполнения
лабораторных работ)
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Методические указания по освоению дисциплины представлены в Приложении 2 к
рабочей программе дисциплины.
11