Раздел 1. Сопротивление материалов

Министерство образования Иркутской области

Усть-Илимский филиал

Государственного бюджетного профессионального

Образовательного учреждения

Иркутской области

«Иркутский энергетический колледж»

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ДИСЦИПЛИНЫ

ОП 04 ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

в рамках программы подготовки специалистов среднего звена

по специальностям

Тепловые электрические станции

Электрические станции, сети и системы

Студента гуппы___________________

_________________________________

Усть-Илимск, 2015

В рабочей тетради приведены задания, отражающие темы рабочей программы дисциплины «Техническая механика». Материал изложен в порядке изучения тем.

Представленные задания способствуют изучению и закреплению знаний по разделам дисциплины: сопротивление материалов и детали машин, которые необходимы при дальнейшей работе на производстве.

В начале каждой темы приведены задания по теоретическим основам, затем задача на закрепление материала.

Многие задания в данной тетради направлены на развитие технического мышления и способствуют развитию навыков работы с технической литературой.

Рабочая тетрадь предназначена для организации самостоятельной работы обучающихся и осуществления контроля их знаний преподавателем.

Раздел 1. Сопротивление материалов

Тема 1.1. Условие равновесия системы

1. Сформулируйте определение: статика – это______________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Что понимают под равновесием?

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что вкладывают в понятие абсолютно твердое тело?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

4. Какое тело в статике называют материальной точкой?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Дайте определение: сила – это___________________________________

____________________________________________________________________

6. Заполните схему, представленную на рис. 1.

Рис.1. Характеристики силы

7. Используя рис. 2, запишите формулы для определения силы и ее проекций.

Рис.2. Графическое изображение

силы и ее проекций

8. Системой сил называется _______________________________________

____________________________________________________________________

9. Заполните табл.1.

Таблица 1

Аксиомы статики

10. Что называется связью?

___________________________________________________________________

___________________________________________________________________

11. Что называется реакцией связи?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

12. Покажите на рис.3. виды связей и обозначьте реакции связей.

Рис.3. Виды связей и их реакции

13. Сформулируйте определение: плоская система сходящихся сил – это ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

14. Сформулируйте теорему геометрического условия равновесия плоской системы сходящихся сил.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

15. Сформулируйте теорему аналитического условия равновесия плоской системы сходящихся сил.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

16. Запишите уравнения равновесия для плоской сходящейся системы сил.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

17. Сформулируйте определение: пара сил – это _____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

18. Сформулируйте определение: момент пары сил – это _____________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

19. Используя рис. 4, запишите формулу для определения момента пары сил.

20. Используя рис.5, запишите формулу для определения момента силы относительно точки О.

	h
		O

Рис.4. Момент силы Рис.5. Момент пары

относительно точки сил

21. Определите знак момента, изображенного на рис.6.

Рис.6. Правило знаков для момента силы

22. Заполните схему на рис.7.

Рис. 7. Свойства пары сил

23. Сформулируйте теорему о приведении плоской системы сил к точке.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

24. Главный вектор равен_________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

25. Главный момент системы сил равен_____________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

26. Какие возможны варианты приведения системы сил к точке?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

27. Заполните табл. 2.

Таблица 2

Формулы уравнений равновесия плоской произвольной системы сил

28. Решите задачу. Варианты задания даны в Приложении 1.

Дано: __________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Решение:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.2. Основные положения сопротивление

материалов

1. Что изучает сопротивление материалов?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. По мере изучения материала заполните табл.3.

Таблица 3

Виды деформаций

3. Что характеризует напряжение?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. В каких единицах измеряется напряжение?

____________________________________________________________________

5. Какие деформации называются упругими?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

6. Какие деформации называются пластическими?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. В чем заключается метод сечений?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. На рис.8. обозначьте нормальное и касательное напряжение. Как эти напряжения расположены относительно рассматриваемого сечения? Запишите формулу для определения полного напряжения р.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рис.8. Напряжения, действующие

на элементарную площадку

9. Сформулируйте определение: рабочее напряжение – это ___________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Сформулируйте определение: допускаемое напряжение – это ______

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.3. Растяжение и сжатие

1. Какие напряжения возникают в поперечном сечении бруса при деформации растяжения и сжатия? Запишите формулу для определения этого напряжения.

____________________________________________________________________

где______________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Сформулируйте условие прочности детали.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Запишите правило знаков для продольной силы N.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. После изучения темы «Растяжение и сжатие» внесите полученные сведения в табл.3.

5. Постройте эпюры продольных сил и нормальных напряжений, определите опасное сечение. Варианты задания даны в Приложении 2.

Дано___________________________________________________________

____________________________________________________________________

Решение _______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.4. Практические расчеты на срез и смятие

1. В каких случаях возникает деформация сдвиги? Какие напряжения возникают при деформации сдвига?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Сформулируйте закон Гука при сдвиге.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

где _________________________________________________________________

3. Что называется срезом? Запишите условие прочности для деталей, работающих на срез.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

где ________________________________________________________________

4. Где происходит смятие? Запишите условие прочности при смятии.

где _________________________________________________________________

____________________________________________________________________

5. После изучения темы «Практические расчеты на срез и смятие» внесите полученные сведения в табл.3.

6. Решите задачу. Определить необходимое минимальное усилие F на ножах механических ножниц (рис. 9), если рубке будет подвергаться стальной лист толщиной 10 мм и длиной 2 м. Допускаемое напряжение среза = 80 МПа.

Решение: _________________________

________________________________________

________________________________________

________________________________________

________________________________________ Рис.9. Расчетная схема

________________________________________ к задаче

Тема 1.5. Деформации при кручении

1. Какие напряжения возникают при деформации кручения?

____________________________________________________________________

2. Какие гипотезы лежат в основе деформации кручения?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. На рис.10 изобразите распределение напряжений

при кручении. Укажите характер распределения

этих напряжений.

__________________________________________________

__________________________________________________

__________________________________________________

Рис. 10

4. От чего зависят касательные напряжения при деформации кручения? Запишите формулу для определения касательного напряжения.

________________________________________________________________________________________________________________________________________

где_________________________________________________________________

5. Сформулируйте правило знаков для деформации кручения.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Заполните табл.4.

Таблица 4

Полярный момент сопротивления

Форма поперечного сечения вала	Формула

7. Запишите условие прочности при кручении.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Запишите условие прочности при кручении.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. После изучения темы: «Деформации при кручении» внесите полученные сведения в табл.3.

10. Постройте эпюру крутящих моментов. Определите опасное сечение. Варианты задания даны в Приложении 3.

Дано: __________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Решение: _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.6. Изгиб

1. Сформулируйте определение: изгиб – это _________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Какие внутренние силовые факторы возникают при прямом изгибе?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Что происходит с волокнами в верхней, нижней и средней части при изгибе балки (рис.11). Укажите название волокон.

Рис. 11. Деформация слоев под действием изгибающих моментов

4. Какие гипотезы лежат в основе деформации изгиба?

4.

5. На рис.12 изобразите распределение

напряжений по сечению балки. Какие напряжения

возникают при изгибе?

___________________________________________

___________________________________________

___________________________________________ Рис.12

6. От чего зависят нормальные напряжения при изгибе? Запишите формулу для определения нормальных напряжений.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

где_________________________________________________________________

7. Заполните табл.5.

Таблица 5

Момент сопротивления сечения при изгибе

Форма поперечного сечения балки	Формула
	W =
	W =
	W =

8. Сформулируйте правило знаков при изгибе:

для поперечной силы Q: ______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

для изгибающего момента М_И: _________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Что называется эквивалентным напряжением?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Как определяется эквивалентное напряжение при совместном действии изгиба и кручения в соответствии с теориями прочности?

11. После изучения темы «Изгиб» внести полученные сведения в табл.3

12. Постройте эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, определите опасное сечение. Варианты задания даны в Приложении 4.

Дано: ________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

Решение: _______________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Тема 1.7. Устойчивость сжатых стержней

1. Дайте определение понятию: продольный изгиб – это ______________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Запишите условие устойчивости сжатых стержней.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Запишите формулу Эйлера.

4. Запишите условие применения формулы Эйлера.

5. Запишите эмпирическую формулу Ясинского.

где _________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________