Основы технической механики Лекции и задачи контрольной работы

Графика
Курс лекций для студентов
художественно-графических факультетов
Геометрическое черчение
Начертательная геометрия
Конспект лекций
Практикум решения задач
начертательной геометрии
Машиностроительное черчение
Эскизирование деталей
Правила нанесения размеров
Практическое занятие
Решение метрических задач
Выполнение чертежей
Инженерная графика
База графических примеров
Теория механизмов и машин
Теоретическая механика
Основы технической механики
Сборник задач по математике
Примеры решения задач курсового расчета
Вычислить интеграл
Векторная алгебра и аналитическая геометрия
Тройные и двойные интегралы
Линейная алгебра
Ряд Фурье для четных и нечетных функций
Типовой расчет (задания из Кузнецова)
Вычисление площадей в декартовых координатах
Математический анализ
Информатика
Компьютерные сети
Выделенный канал
Средства анализа и управления сетями
Кабельная система
Базовые технологии локальных сетей
Сетевой уровень
Основы вычислительных систем
Сетевая технология
Мобильный Internet
Руководства по техническому обслуживанию ПК
Руководство по глобальной компьютерной сети
Сборник задач по физике
Физика решение задач
Ядерная физика
Законы теплового излучения
Решение задач по электротехнике
использование MATLAB
Язык программирования MATLAB
Расчет электрических цепей
Моделирование цепей переменного тока
Лекции ТКМ
Электротехнические материалы
Атомная энергетика
Ядерные реакторы
Основы ядерной физики
Использование атомной энергетики
для решения проблем дефицита пресной воды
Проектирование и строительство
атомных энергоблоков
Юбилей Атомной энергетики
Атомные станции с реакторами РБМК 1000
АЭС с реакторами ВВЭР
Реаторы третьего поколения ВВЭР-1500
АЭС с реакторами БН-600
Оборудование атомных станций
Отказы оборудования
Ядерное оружие
Ядерная физика

Ядерные реакторы технология

 

Основные понятия и аксиомы статики Материя и движение. Механическое движение. Равновесие. Материальная точка. Абсолютно твердое тело. Сила и ее характеристики. Система сил. Эквивалентные системы. Равнодействующая сила. Аксиомы статики. Свободные и несвободные тела. Связи и их реакции

Кинематика точки Основные понятия кинематики: траектория, путь, время, скорость, ускорение. Задание движения точки естественным способом. Скорость.

Основные понятия и аксиомы динамики. Понятие о силах инерции. Метод кинетостатики

Сопративление материалов Деформируемое тело. Упругость и пластичность. Основные задачи сопротивления материалов.

Срез и смятие Условие прочности на срез и смятие.

Изгиб Поперечная сила и изгибающий момент. Построение эпюр. Нормальные напряжения при чистом изгибе, возникающие в поперечном сечении бруса.

Детали машин Машина, классификация машин. Звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм и их классификация. Основные критерии работоспособности машин и их деталей. Основные требования к машинам и их деталям. Краткие сведения о стандартизации и взаимозаменяемости.

Задание на контрольную работу

Методические указания по выполнению контрольной работы Статика, рассматривая равновесие системы действующих на тело сил, дает правила для определения входящих в эту систему неизвестных сил (обычно это реакции связей, но и определению могут подлежать и некоторые активные силы). Знание модулей и направлений всех действующих на тело сил необходимо при выполнении большинства технических расчетов, рассматриваемых в последующих разделах курса технической механики.

К решению этих задач следует приступить после изучения темы 1.2 "Плоская система сил", уяснение приведенных ниже методических указаний и разбора примера. Во всех задачах определению подлежат опорные реакции связей балки, находящейся в равновесии под действием плоской системы произвольно расположенных сил. В качестве опор выбраны шарнирные опоры.

Задачи №№ 21-30 можно решать после изучения темы 1.4 "Центр тяжести" и внимательного разбора примера 3. В этих задачах требуется находить центры тяжести плоских фигур, составленных из простых геометрических фигур

Задачи №№ 31-40 следует решать после изучения раздела 2 "Кинематика" и раздела 3 "Динамика", а также внимательного разбора примеров 4, 5, 6, 7. Изучив тему "Кинематика точки", обратите внимание на то, что криволинейное движение точки, как неравномерное, так и равномерное, всегда характеризуется наличием нормального (центростремительного) ускорения. При поступательном движении тела применимы все формулы кинематики точки. Формулы для определения угловых величин тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, имеют аналогичный вид с формулами для определения соответствующих линейных величин поступательно движущегося тела

Колесо локомотива вращается так, что точка, лежащая на расстоянии 0,6 м от центра, движется по закону S = 0,6 • t + 0,2 • t3 (S - в метрах, t - в секундах). Найти для момента времени t=3 с величину угловой скорости и углового ускорения.

Задание на контрольную работу № 2

Для заданного бруса построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений в поперечном сечении бруса, проверить прочность бруса на каждом участке, приняв [σ]ρ =160МПa В конструкциях подвижного состава имеются элементы, работающие на растяжение или сжатие (иногда попеременно растяжение-сжатие). К ним относятся автосцепка, поводок буксы, элементы подвески экипажной части локомотивов, поршень и шток в цилиндре дизеля и др.

Большое число деталей двигателя и передач подвержено действию вращающих моментов, вызывающих в них деформации кручения. Это в первую очередь вал якоря тягового двигателя, коленчатого вала, оси колесных пар, валы зубчатых передач.

Наиболее частым видом нагружения является изгиб. На изгиб работают большинство элементов кузова, рамы, передач и экипажной части подвижного состава. Прочность элемента, работающего на изгиб обеспечивается правильным подбором формы и размеров сечения

Для балки построить эпюры поперечных сил и изгибающих моментов, если сосредоточенные силы F1=20 кН, F=35 кН, момент М=33 кНм

Шарнирное соединение деталей

Методические указания по выполнению контрольной работы Данный раздел курса технической механики - завершающий. Требует от студентов достаточно свободного владения как методами теоретической механики и сопротивления материалов, так и знаниями и навыками, полученными при изучении инженерной графики, а также сведениями из курса материаловедения. При изучении деталей механизмов и машин важнейшую роль играют рисунки и чертежи, приводимые в учебной литературе; их следует изучать весьма внимательно.

Задачи №№ 11-20 К решению этих задач следует приступить после повторения относящегося к вращательному движению материала разделов "Кинематика" и "Динамика", изучения темы 5.3 "Передачи вращательного движения", уяснения приведенных ниже методических указаний и разбора примера 13. В предлагаемых задачах требуется определить кинематические (ω) и силовые (Р, М) параметры для всех валов многоступенчатой передачи привода. Приступая к решению задачи, следует ознакомиться с ГОСТами на условные обозначения элементов и с правилами выполнения кинематических схем. Валы и звенья нумеруются по направлению силового потока (направлению передачи движения) - от ведущего вала (вал двигателя) к ведомому валу. Индекс в обозначениях параметров валов ω, Р и М соответствует номеру вала, а в обозначениях d и z - номеру насаженного на вал звена (колеса, шкива, звездочки и т.п.). Параметры любого последующего вала определяют через заданные параметры ведущего вала при условии, что известны КПД и передаточные отношения отдельных передач привода. Напоминаем, что при последовательном соединении общее передаточное отношение равно произведению передаточных отношений отдельных передач, то же - для КПД.

Задачи №№ 21-30 К этим задачам следует приступить после изучения темы "Механизмы передачи вращательного движения", уяснения методических указаний к теме и разбора примеров 14, 15. В предлагаемых задачах требуется выполнить геометрический расчет (определить основные геометрические размеры) зубчатой цилиндрической или червячной передачи. Этот расчет, как известно, базируется на заданном межосевом расстоянии а. При расчете студенты должны применять наименования и обозначения расчетных параметров только в соответствии с действующими ГОСТами.

Задачи №№31-40 К решению этих задач следует приступить после изучения темы "Направляющие вращательного движения".

Для вала редуктора подобрать подшипники качения. Нагрузка нереверсивная, спокойная. Рабочая температура подшипникового узла не должна превышать 65°. Ресурс работы подшипника Lh=12·103 ч. Величина осевой нагрузки Fa=570 H. Реакции опор RAУ=1394 H, RВУ=2364 H, Rax=2336 H, Rbx=335 H. Диаметр вала dв=40 мм, угловая скорость вала ω=24,8 рад/с

Вопросы для самоподготовки при подготовки к экзамену

Какое движение твердого тела  называется поступательным?

В каком случае прямые брусья называют стержнями?

Каковы задачи раздела «Детали машин»?

Механической системой или системой материальных точек называется совокупность точек, связанных между собой так, что движение каждой точки системы зависит от движения остальных точек системы.

Момент инерции Положение центра масс не полностью характеризует распределение масс системы. Поэтому для более полной характеристики распределения масс вводится еще одно понятие — так называемый момент инерции системы, он характеризует распределение масс системы относительно некоторой точки или оси. Впервые это понятие встречается в работах Гюйгенса (1673 г.), но термин и определение момента инерции дано Л. Эйлером (1749 г.).

Вычисления моментов инерции однородных тел

Пример 1. Определить момент инерции однородного прямолинейного стержня относительно оси, перпендикулярной стержню, проходящей через его конец. Пусть имеем однородный прямолинейный стержень AB = l масса его М, масса единицы длины его   (рис.5), вычислим момент инерции стержня относительно оси Az.

Пример. Найти момент инерции однородного тонкого кольца относительно его центра.

Основные теоремы динамики являются следствиями, вытекающими из основного закона динамики. Рассмотрим эти теоремы для системы точек.

Пример. Вычислить количество движения колеса весом Р, центр масс которого имеет скорость  

Кинетическим моментом системы или главным моментом количеств движения системы относительно некоторого центра О называется вектор , равный геометрической сумме векторов моментов количеств движения всех точек системы относительно того же центра

Пример 1. Груз В весом P1 поднимается при помощи ворота силой G . Вес барабана ворота P2 радиус барабана R, длина рукоятки ОА = l. Определить ускорение груза В. Барабан считать сплошным однородным цилиндром.

Кинетическая энергия системы T равна сумме кинетических энергий всех точек системы, т. е.

  (1)

Рассмотрим кинетическую энергию твердого тела.

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ»

Раздел 1: Статика

Статика, аксиомы статики. Связи, реакция связей, типы связей.

Основы теоретической механики состоят из трёх разделов: Статика, основы сопротивления материалов, детали механизмов и машин.

Механическое движение – изменение положения тел или точек в пространстве с течением времени.

Тело рассматривается как материальная точка, т.е. геометрическая точка и в этой точке сосредоточена вся масса тела. 

Система – это совокупность материальных точек движение и положение которых взаимосвязаны.

Сила – это векторная величина, и действие силы на тело определяется тремя факторами: 1) Числовым значением, 2) направлением, 3) точкой приложения.

[F]– Ньютон – [H], Кг/с = 9,81 Н = 10 Н, КН = 1000 Н,

МН = 1000000 Н, 1Н = 0,1 Кг/с

Аксиомы статики.

1Аксиома – (Определяет уравновешенную систему сил): система сил,, приложенная к материальной точке, является уравновешенной, если под её воздействием точка находится в состоянии относительного покоя, или движется прямолинейно и равномерно.

Если на тело действует уравновешенная система сил, то тело находится либо: в состоянии относительного покоя, либо движется равномерно и прямолинейно, либо равномерно вращается вокруг неподвижной оси.

2 Аксиома – (Устанавливает условие равновесия двух сил): две равные по модулю или числовому значению силы (F1=F2) приложенные к абсолютно твёрдому телу и направленные

по одной прямой в противоположные стороны взаимно уравновешиваются.

 

Система сил – это совокупность нескольких сил приложенных к точке или телу.

Система сил линии действия, в которой находятся в разных плоскостях, называется пространственной, если в одной плоскости то плоской. Система сил с пересекающимися в одной точке линиями действия называется сходящейся. Если взятые порознь две системы сил оказывают одинаковое воздействие на тело, то они эквивалентны.

Следствие из 2 аксиомы.

Всякую силу, действующую на тело можно перенести вдоль линии её действия, в любую точку тела не нарушив при этом его механического состояния.

3 Аксиома: (Основа для преобразования сил): не нарушая механического состояния абсолютно твёрдого тела к нему можно приложить или отбросить от него уравновешенную систему сил.   

Векторы, которые можно переносить по лини их действия называются скользящими.

4 Аксиома – (Определяет правила сложения двух сил): равнодействующая двух сил приложенная к одной точке, приложена в этой точке, является диагональю параллелограмма построенного на этих силах.

 - Равнодействующая сила =F1+F2 – По правилу параллелограмма 

 

 - По правилу треугольника.

5 Аксиома – (Устанавливает, что в природе не может быть одностороннего действия силы) при взаимодействии тел всякому действию соответствует равное и противоположно направленное противодействие.

Связи и их реакции.

Тела в механике бывают: 1 свободные 2 несвободные.

Свободные – когда тело не испытывает никаких препятствий для перемещения в пространстве в любом направлении.

Несвободные – тело связано с другими телами, которые ограничивают его движение.

Тела, которые ограничивают движение тела, называются связями.

При взаимодействии тела со связями возникают силы, они действуют на тело со стороны связи и называются реакциями связи.

Реакция связи всегда противоположна тому направлению, по которому связь препятствует движению тела.

Виды связи.

1) Связь в виде гладкой плоскости без трения.

2) Связь в виде контакта цилиндрической или шаровой поверхности.

3) Связь в виде шероховатой плоскости.

Rn – сила перпендикулярна плоскости. Rt – сила трения.

R – реакция связи.  R = Rn+Rt 

4) Гибкая связь: верёвкой или тросом.

5) Связь в виде жёсткого прямого стержня с шарнирным закреплением концов.

6) Связь осуществляется ребром двухгранного угла или точечной опоры.

R1R2R3  – Перпендикулярны поверхности тела.