6. Виды контроля

6.1. Виды промежуточного контроля

1. Аттестация по результатам выполнения расчетно-графических работ, представляющих собой задания по курсовой работе.

2. Прием отчетов по лабораторным работам.

3. Защита курсовой работы.

6.2.Виды итогового контроля

а) Зачет, который выставляется по итогам проведенного промежуточного контроля и при выполнении заданий всех практических занятий (3 семестр).

б) Экзамен - (4 семестр). Перечень контрольных вопросов, выносимых на экзамен по дисциплине «Сопротивление материалов», а также тематика задач, включаемых в экзаменационный билет, приведены в приложении 2.

Методические указания к изучению дисциплины «Сопротивление материалов»

Раздел 1. Классические виды прочностного расчета нагруженного бруса.

Тема 1. Основные понятия. Метод сечений. Центральное растяжение – сжатие. Сдвиг.

1.1. Сопротивление материалов, как наука о прочности, жесткости и устойчивости инженерных конструкций и их элементов. Основные механические характеристики и свойства материалов: упругость, хрупкость, пластичность, вязкость, ползучесть.

Ознакомьтесь с основными понятиями сопротивления материалов, с теми задачами, которые решает эта инженерная дисциплина, в каком направлении развивается эта наука, с какими другими инженерными курсами она связана.

Обратите внимание на тот факт, что простое увеличение размеров конструкции часто не приводит к увеличению ее прочности, а, напротив, к разрушению. При этом излишний расход материала повышает стоимость конструкции. Сопротивление материалов призвано обеспечить требования прочности и экономичности конструкций.

Следует знать основные понятия, характеризующие механические свойства материалов: упругость, хрупкость, пластичность, вязкость, ползучесть; какие материалы являются изотропными и анизотропными; какие экспериментальные методы применяются для исследования свойств конструкционных материалов.

1.2.Реальный объект и расчетная схема. Брус и оболочка – основные расчетные элементы.

Обратите внимание на тот факт, что каждый инженерный расчет состоит из трех этапов: 1) идеализация объекта или составление расчетной схемы; 2) анализ расчетной схемы теоретическими методами; 3) обратный переход от расчетной схемы к реальной конструкции и формулировка практических выводов.

Необходимо отметить, что, анализируя реальную конструкцию и создавая расчетную схему, принимают все размеры конструкции номинальными, отвлекаясь от индивидуальных геометрических особенностей. Однако для одной реальной конструкции можно предложить несколько расчетных схем в зависимости от того, что интересует специалиста, так же одной расчетной схеме может соответствовать много различных конструкций, что позволяет при исследовании некоторой схемы получить решение целого ряда практических задач. Выбор расчетной схемы представляет собой оптимизационную задачу: следует путем минимального отступления от реальной конструкции максимально приблизить расчетную схему к разработанному расчетному методу. При этом необходимо проанализировать внешние нагрузки по значимости, времени, месту и характеру приложения, так как от схемы приложения к конструкции внешних нагрузок зависит распределение соответствующих внутренних сил и сил взаимодействия между отдельными элементами конструкции.

Элементы конструкций можно классифицировать по геометрическим признакам: 1)тела с размерами одного порядка (массивные тела), исследование которых под нагрузкой наиболее сложно и трудоемко; 2)тела, у которых один размер значительно меньше двух других (пластины и оболочки), исследование таких элементов требует повышенной математической подготовки; 3)тела, у которых один размер во много раз больше двух других (стержни или брусья).

Обратите внимание на то, что именно брус и оболочка являются центральными объектами исследования в традиционном курсе сопротивления материалов. При этом на примере стержня наиболее просто ввести основные понятия сопротивления материалов, продемонстрировать подходы экспериментальных исследований и инженерных прочностных расчетов.

1.3. Основные гипотезы сопротивления материалов: гипотеза об однородности, сплошности и идеальной упругости среды, гипотеза плоских сечений. Принцип суперпозиции действия сил.

Необходимо знать основные гипотезы сопротивления материалов, которые тесным образом связаны с феноменологическим подходом к анализу поведения инженерных объектов при внешнем воздействии. Гипотезы об однородности, сплошности и идеальной упругости среды позволяют рассматривать тело как материальную среду, непрерывно заполняющую данный объем и наделенную определенными физико-механическими свойствами. Важным преимуществом при этом является возможность рассматривать бесконечно малые величины, которая позволяет использовать аппарат дифференциального и интегрального исчисления.

Отметьте, что основные принципы сопротивления материалов, в том числе и принцип суперпозиции (принцип независимости действия сил), обеспечивают более простое решение задач прочности, жесткости и устойчивости.

1.4. Силы внешние и внутренние. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Эпюры внутренних усилий. Простое и сложное нагружение. Полное напряжение в точке, нормальное и касательное напряжение. Деформации линейные и угловые. Закон Гука. Понятие о принципе Сен-Венана.

Следует понять, что основным методом механики деформируемого твердого тела является метод сечений, переводящий внутренние силы в категорию внешних сил, обращение с которыми более привычно. К внутренним усилиям (факторам) относятся нормальная (продольная сила), поперечная (перерезывающая) сила, изгибающие и крутящий моменты. Необходимо знать, что решение вопроса о внутренних силах требует рассмотрения трех сторон задачи: статической, геометрической и физической. Изменение внутренних усилий по длине стержня представляют графически в виде эпюр, позволяющих определять наиболее нагруженные сечения стержней.

Необходимо различать понятия «простое нагружение и сложное нагружение». При простом нагружении в поперечных сечениях стержня возникает только одно внутреннее усилие. Если в поперечном сечении нагруженного стержня возникает два и более внутренних усилий, такое нагружение называют сложным. Числовой мерой внутренних сил является напряжение, полный вектор которого состоит из нормальной и касательной составляющих.

На примере простых нагружений стержней изучите понятие деформации твердого тела как о способности изменять свои размеры и форму. Деформации конструктивных элементов могут быть сведены к двум типам: линейной и угловой (сдвиговой). Разберитесь, до каких границ справедлив закон Гука о прямой пропорциональной зависимости между приложенным усилием и появляющейся деформацией. Изучите сущность принципа Сен-Венана о том, размеры области приложения нагрузок невелики по сравнению с размерами тела. Оцените, какие возможности обеспечивает принцип Сен-Венана при расчетах конструкций.

1.5. Центральное растяжение – сжатие. Абсолютное и относительное удлинение (укорочение). Напряженное и деформированное состояние при растяжении (сжатии). Коэффициент Пуассона. Жесткость сечения на растяжение – сжатие.

При любом простом виде нагружения бруса, к которому относится и центральное растяжение – сжатие, необходимо рассмотреть три стороны задачи: статическую, геометрическую, физическую, совместно решить полученные при этом соотношения и, основываясь на гипотезах сопротивления материалов, определить зависимости, позволяющие рассчитывать напряжения и деформации, а также оценивать прочность бруса при растяжении – сжатии по допускаемым напряжениям.

Обратите внимание на следующие моменты: как рассчитать коэффициент Пуассона для данного материала; как определить абсолютное и относительное удлинение (укорочение) бруса и жесткость сечения на растяжение – сжатие.

1.6. Сдвиг. Сдвиговая деформация. Модуль упругости при сдвиге. Чистый сдвиг. Жесткость сечения на сдвиг.

Разберитесь, в чем особенность сдвиговой деформации; как получить расчетные зависимости для определения напряжений и деформаций при сдвиге; какова величина допускаемых напряжений при сдвиге из теоретических соображений. Получите зависимость между модулем упругости первого и второго рода, т.е. между модулем упругости Юнга и модулем сдвига. Необходимо знать, что такое деформация чистого сдвига и жесткость сечения на сдвиг.