Вопросы к экзамену по дисциплине «Прикладная механика

Вопросы к экзамену по дисциплине «Прикладная механика»
Основные понятия, определения, допущения и принципы
Основные понятия: прочность, жесткость, устойчивость, изотропность, упругость, внутренние силовые факторы (продольная сила, поперечные силы, изгибающие и крутящий моменты), полное напряжение и его составляющие (нормальное и касательное), связь между полным, нормальным и касательным
напряжениями, метод сечений, перемещение точки и деформация тела (линейная
и угловая), абсолютная и относительная деформация, метод сечений (основной
принцип и последовательность применения), расчетная схема, стержень.
Основные гипотезы ПМ: принцип Сен-Венана, гипотеза плоских сечений,
принцип независимости действия сил, принцип начальных размеров и др.
Размерности расчетных величин: сила, площадь поперечного сечения, момент инерции (осевой, полярный), длина, момент, напряжение, линейная деформация, угловая деформация
Растяжение (сжатие))
Знать:
– связь между продольной деформацией и нормальными напряжениями в
поперечном сечении (закон Гука),
– понятие продольной силы и метод ее определения, правило знаков, сила
растягивающая и сжимающая;
– понятия абсолютной продольной и поперечной деформации, относительной продольной и поперечной деформации, деформация элемента конструкции
(из закона Гука), деформация сжатия, деформация растяжения,
– нормальные напряжения при растяжении (сжатии), растягивающие и сжимающие напряжения, расчет напряжений, допускаемые напряжения при растяжении (сжатии), взаимосвязь между напряжением, силой, размерами сечения и
деформацией.
Уметь:
Для ступенчатого стержня рассчитывать величину продольных сил, определять
является она растягивающей или сжимающей, определять опасное сечение
Определять наибольшие напряжения для стержня,
Определять деформации участков стержня, всего стержня,
Определять перемещения свободного края стержня, заданного сечения
стержня, заданных точек для системы стержней.
Производить проверочные, проектные расчеты или определять допускаемые
нагрузки из условия прочности.
Механические свойства и механические характеристики материалов
Знать:
– показатели прочности материала при растяжении в зависимости от свойств
материала (хрупкий, пластичный): предел пропорциональности, предел текучести, предел прочности,
– показатели пластичности материала: относительное остаточное удлинение,
относительное сужение (изменение площади поперечного сечения),
– показатели деформативности материала: упругая, пластическая (остаточная) и полная деформации,
– понятие коэффициента Пуассона, взаимосвязь трех физических постоянных
Кручение
Знать:
– связь между угловой деформацией и касательными напряжениями в поперечном сечении (закон Гука),
– понятие крутящего момента и метод его определения, правило знаков
– касательные напряжения при кручении, расчет напряжений, допускаемые
напряжения, взаимосвязь между напряжением, моментом, деформацией и геометрией поперечного сечения,
– угловые деформации, угол закручивания, относительный угол закручивания
Уметь:
Для ступенчатого стержня рассчитывать величину крутящих моментов,
определять опасное сечение в стержне.
Определять наибольшие напряжения для стержня, величину напряжений в
любой точке поперечного сечения,
Определять деформации участков стержня, всего стержня (угол поворота,
относительный угол поворота)
Производить проверочные, проектные расчеты или определять допускаемые
нагрузки из условия прочности.
Сдвиг
Знать:
– понятия сдвига, среза, скалывания, угловой деформации
– связь между касательными напряжениями и относительным углом сдвига
(закон Гука при сдвиге)
– практические расчеты на сдвиг: условие прочности при срезе, при смятии.
Уметь:
Производить проверочные (определение возникающих напряжений), проектные расчеты (определение числа соединительных элементов, длину сварного
шва) и определять допускаемые нагрузки из условий прочности заклепочных,
болтовых и сварных соединений.
Геометрические характеристики сечений
Знать:
– понятия статического момента площади, осевых и полярного момента
инерции, моментов сопротивления сечения и применение их при решении практических задач.
– взаимосвязь полярного и осевых моментов инерции
– теорему о параллельном переносе осей при определении осевых моментов
инерции сложных (составных) сечений
– формулы для расчета площади поперечного сечения, полярного и осевых
моментов инерции для простых фигур (круг, кольцо, прямоугольник, квадрат,
треугольник)
Уметь:
Определять положение центра тяжести составного сечения
Определять осевые и полярный момент инерции поперечного сечения любой
формы (простое, составное) относительно любой точки или оси.
Изгиб
Знать:
– понятие внутренних силовых факторов (поперечная сила и изгибающий
момент) и метод их определения, правила знаков
– нормальные напряжения при изгибе, расчет напряжений, допускаемые
напряжения, взаимосвязь между напряжением и внутренними силовыми факторами, эпюра нормальных напряжений в поперечном сечении
– касательные напряжения при изгибе, эпюра касательных напряжений в поперечном сечении
– деформации при изгибе
Уметь:
Для балки рассчитывать величину изгибающих моментов, поперечных сил в
любой точке по длине балки, строить эпюры внутренних силовых факторов,
определять опасное сечение в стержне.
Определять зависимость между внутренними и внешними силовыми факторами
Определять опасные (наибольшие) напряжения для стержня, величину
напряжений в любой точке поперечного сечения,
Производить проверочные, проектные расчеты из условия прочности.
Устойчивость сжатых стержней
Знать:
– понятие критической силы и критического напряжения, гибкости, приведенной длины, предельной гибкости
– расчетные формулы для определения критической силы и критического
напряжения
– пределы применимости формул Эйлера и Ясинского
– условие устойчивости для сжатого стержня, коэффициент запаса устойчивости, коэффициент продольного изгиба (коэффициент снижения основного допускаемого напряжения)
– методы расчетов по коэффициенту запаса устойчивости и по напряжениям
Уметь:
Рассчитывать величину критической силы в зависимости от гибкости стержня
Рассчитывать допускаемую нагрузку по заданному коэффициенту запаса
устойчивости
Производить проверочные, проектные расчеты из условия устойчивости (по
напряжениям).