Техническая механика

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКАЯ  РАЗРАБОТКА

по изучению дисциплины и выполнению контрольной  работы

по дисциплине «Техническая механика»

для студентов  – заочников образовательных  учреждений среднего профессионального  образования 

специальности 270103

«Строительство  и эксплуатация зданий и сооружений»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Уссурийск 

2007

 

 

 

 

 

 

Методические указания составлены в соответствии с рабочей  программой по дисциплине «Техническая механика»» по специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» и одобрены цикловой комиссией специальных строительных дисциплин Дальневосточного гидромелиоративного колледжа

 

 

Протокол №_______от______________

 

 

 

 

Составитель Колесников В.И., преподаватель специальных  строительных дисциплин отделения «Строительство»ДВГМК

 

 

Рецензент: Брагин А.С., преподаватель специальных механических дисциплин отделения «Механизация сельского хозяйства» ДВГМК

Кононенко С.И., преподаватель  Аграрного техникума.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение и общие методические указания.

 

Предмет «Техническая механика»  для строительных специальностей техникумов включает в себя три раздела: теоретическую механику, сопротивление материалов и статику сооружений. Назначение предмета – дать будущим техникам-строителям основные сведения о законах движения и равновесия материальных тел, о методах расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость, о способах образования различного вида геометрически неизменяемых систем и методах их статического расчета. Указанные методы расчета предусматривают обеспечение сочетания надежности работы с наибольшей экономичностью сооружений, создаваемых для успешного решения народнохозяйственных задач в нашей стране.

Базой для изучения предмета «Техническая механика» являются знания, полученные, при изучении математики и физики. В свою очередь, знания, которые будут приобретены при изучении технической механики, являются в дальнейшем базой для изучения смежных специальных предметов. Кроме того, изучение технической механики способствует развитию у учащихся диалектико-материалистического мировоззрения.

 Настоящие указания  составлены в соответствии с  программой  предмета «Техническая механика» для строительных специальностей техникумов. Материал указания разделен на три части: 1-я – теоретическая механика, 2-я - сопротивление материалов, 3-я – статика сооружений.

По каждой части выполняется  одна задача (все три задачи). В  зависимости от варианта студент должен решить одну задачу по разделу «Теоретическая механика», одну задачу по разделу «Сопротивление материалов», и последнюю задачу по разделу «Статика сооружений».

Номер задачи определяется последней цифрой шифра. Если она  четная – то четные  номера задач  раздела, если нечетная – то номера нечетные. Исходные данные из соответствующих таблиц  по последним двум цифрам шифра

Основной формой изучения предмета является самостоятельная работа студентов над учебниками и учебными пособиями. Умение самостоятельно работать с книгой является основой не только подготовки, но и всей деятельности техника.

Учебными планами предусмотрены  установочные и обзорные занятия. Установочные занятия проводятся перед изучением предмета с целью ознакомления студента с его содержанием и методикой его дальнейшего изучения. Обзорные занятия проводятся в период лабораторно-экзаменационной сессии после самостоятельного изучения студентами предмета с целью помочь систематизировать знания, полученные в процессе изучения, и ответить на возникшие при этом вопросы. Кроме того, в техникумах и на учебно-консультационных пунктах по основным разделам курса студент может получить консультацию по всем вопросам теории предмета и практики решения задач. Если нет возможности получить консультацию устно, студент может обратиться в техникум за письменной консультацией.

Изучать  каждую   тему   рекомендуется   в   такой   последовательности. На первом этапе внимательно и вдумчиво прочитать в учебнике содержание всей  темы, обратив   особое   внимание на  общий подход к изучаемому вопросу  и общие принципы   решения   разбираемого типа задач. На этом этапе не обязательно запоминать все формулы и выводы. Когда же будет усвоена общая методика, прочитать материал снова, составить краткий конспект с выводом необходимых формул. На этом этапе материал должен быть изучен во (всех подробностях). Для самоконтроля усвоения материала необходимо ответить на вопросы для самопроверки.   При   затруднении в ответах снова вернуться к учебнику и разобраться в соответствующем материале.

При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:

1. Контрольную работу выполнять строго в соответствии с вариантом учащегося. В противном случае они не зачитываются и возвращаются для переделки в соответствии с данным требованием.

2. Все три задачи выполняются  в одной тетради в клетку  или на стандартных листах.

3. На обложке тетради указывать фамилию, имя, отчество, номер 
личного дела   (шифр),  наименование  предмета,  дату  отправления,  точный  почтовый  адрес  учащегося;   на последней  странице  тетради   выполненной  контрольной   работы   писать полное наименование и год издания методического пособия, из которого взято задание.

4. Работы  выполнять чернилами,  четко  и  аккуратно.  Для  пометок и замечаний преподавателя соблюдать достаточный интервал между строчками и оставлять на страницах поля шириной примерно 40 мм. Каждую задачу начинать с новой страницы. В конце тетради оставлять несколько чистых страниц для рецензии.

5. Тексты условий задач переписывать обязательно.

6. Решения  задач  пояснять  аккуратно  выполненными  схемами (эскизами),  подзаголовками   (с  указанием,   что   определяется,   что рассматривается и т.п.)  и ссылками на теоремы, законы, правила, методы, справочные данные и источники, из которых они заимствованы.

Выполненную контрольную  работу необходимо своевременно (согласно учебному графику) выслать в колледж.

После получения зачетной работы учащийся должен внимательно изучить рецензию и все замечания преподавателя, обратить внимание на допущенные ошибки, доработать материал.

Незачтенная работа или выполняется  заново, или переделывается частично по указанию преподавателя.

 

Значения  величин  в данных указаниях заданы в соответствии с требованиями  ГОСТ 8.417-81   (СТ СЭВ   1052—78)  «Единицы физических величии». 

ЧАСТЬ 1.  ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ  МЕХАНИКА

ПРОГРАММА

Введение. Содержание предмета «Техническая механика». Роль и значение механики в строительстве и других отраслях техники. Материя и движение. Механическое движение. Равновесие. Теоретическая механика и ее разделы: статика, кинематика и динамика.

Тема   1.1.   Основные  понятия   и аксиомы   статики.   Абсолютно твердое тело. Материальная точка. Система материальных точек. Свободное и несвободное тело. Сила как вектор; единица силы в Международной системе единиц (СИ). Графическое изображение силы; модуль, направление и точка приложения силы.

Система сил. Эквивалентные системы сил. Равнодействующая системы сил и уравновешивающая. Силы внешние и внутренние.

Первая аксиома  статики (закон инерции). Вторая аксиома (условие равновесия двух сил). Третья аксиома  (принцип присоединения и отбрасывания уравновешенной системы сил). Следствие второй и третьей аксиомы — перенесение силы вдоль линии ее действия. Четвертая аксиома (правило параллелограмма сил); правило треугольника сил. Пятая аксиома (закон равенства действия и противодействия). Шестая аксиома (принцип отвердения).

Связи.   Реакции связей.   Принцип освобождаемости от  связей. Идеальные связи и   правила определения направления  их   реакций.

Тема 1.2.  Плоская система сходящихся сил. Система сходящихся сил. Силовой многоугольник. Геометрическое условие равновесия плоской системы сходящихся сил.

Методика  решения задач на  равновесие плоской системы сходящихся сил с использованием геометрического условия равновесия.

Проекция  силы на ось; правило знаков. Проекции силы на две взаимно перпендикулярные оси. Аналитическое определение равнодействующей плоской системы сходящихся сил (метод проекций). Аналитические условия равновесия плоской системы сходящихся сил (уравнения равновесия).

Методика  решения задач на равновесие плоской  системы сходящихся сил аналитическим способом; рациональный выбор осей координат; использование симметрии.

Понятие о  ферме. Плоские статически определимые фермы. Определение сил в стержнях фермы методом вырезания узлов.

Тема 1.3. Пара сил. Пара сил. Вращающее действие пары на тело. Плечо пары; момент пары; знак момента. Момент пары как вектор. Эквивалентность пар. Возможность переноса пары в плоскости ее действия. Сложение пар. Условие равновесия плоской системы пар.

Тема 1.4. Плоская система произвольно  расположенных сил. Момент силы относительно точки; знак момента; условие равенства нулю.

Приведение  силы к данному центру. Приведение плоской системы сил к данному центру. Главный вектор и главный момент плоской системы сил. Теорема Вариньона. Частные случаи приведения плоской системы сил.

Равновесие плоской системы сил; условия равновесия. Уравнения  равновесия плоской  системы произвольно  расположенных  сил

(три вида). Уравнения равновесия плоской  системы параллельных сил (два вида).

Методика  решения зад на равновесие плоской системы произвольно расположенных и параллельных сил, Рациональный выбор координатных осей,  центров  моментов.  Проверка решения.

Основные  виды опор, балочных систем: цилиндрическая подвижная (иначе шарнирно-подвижная) опора, цилиндрическая неподвижная (шарнирно-неподвижная), защемляющая неподвижная (жесткое защемление); их реакции.

Классификация нагрузок: сосредоточенные силы, сосредоточенные пары сил (моменты), распределенные нагрузки и их интенсивность.

Аналитическое определение опорных реакций балок.

Связи с трением. Отклонение направления реакций связи от нормали к поверхности, сила трения, угол трения, коэффициент трения. Условие самоторможения тела  на наклонной плоскости.

Тема 1.5. Пространственная система сил. Параллелепипед сил. Равнодействующая пространственной системы сходящихся сил. Проекция силы на три взаимно перпендикулярные оси. Равновесие пространственной системы сходящихся сил.

Момент силы относительно оси, его величина, знак и условия равенства нулю.

Пространственная система - произвольно расположенных сил. Уравнения равновесия такой системы (без вывода). Уравнения равновесия пространственной системы параллельных сил.

Тема 1.6. Центр тяжести. Центр параллельных сил, его свойство. Формулы для определения координат центра параллельных сил. Сила тяжести. Центр тяжести тела как центр параллельных сил. Координаты центра тяжести однородного тела. Координаты центра тяжести тонкой однородной пластинки. Статический момент площади плоской фигуры относительно оси — определение, единица измерения, способ нахождения, условие равенства нулю. Формулы для определения координат центра тяжести составных фигур составленных из линий, площадей и объемов с помощью статического момента.

Положение центра тяжести фигур, имеющих ось и плоскость симметрии.

Положение центров тяжести простых геометрических фигур: прямоугольника, треугольника, трапеции, полукруга параболического треугольника.

Определение координат  центра тяжести сложных сечений, представляющий собой совокупность простых геометрических фигур, и сечений, составленных  из стандартных профилей  проката.

Тема 1.7. Устойчивость равновесия. Устойчивое, неустойчивое и безразличное равновесия твердого тела. Условие равновесия твердого тела, имеющего неподвижную точку или ось вращения. Условие равновесия тела,  имеющего опорную плоскость. Момент опрокидывающий и момент удерживающий.  Коэффициент устойчивости.

Тема l.8. Работа и мощность. Работа постоянной силы при прямолинейном движении. Единицы работы. Понятие о работе переменной силы. Работа силы тяжести. Работа постоянной силы при вращении. Мощность средняя и истинная. Единицы мощности. Коэффициент полезного действия.

ЛИТЕРАТУРА

 

Бычков Д. В., Миров М. О. Теоретическая механика. М.,  1976.

Никитин Е. М. Теоретическая механика для техникумов. М., 1983.

Аркуша А. И. Руководство к решению задач по теоретической механике. М., 1976.

Улитин  И. С, Вершин А. И., Лауенбург Л. В. Сборник задач по технической механике. М., 1978.

 

ЧАСТЬ II.   СОПРОТИВЛЕНИЕ   МАТЕРИАЛОВ

ПРОГРАММА

 

Тема 2.1 Основные положения. Цели и задачи раздела «Сопротивление материалов» и его связь с другими разделами технической механики и специальными предметами. Краткие сведения  по  истории развития сопротивления материалов как учебной дисциплины. Понятие об упругих и пластических деформациях. Внешние силы  (нагрузки), их классификация.