Техническая механика
Что такое Техническая механика?
Учебная дисциплина «Техническая механика», изучаемая студентами Каменского агротехнического техникума в пределах рабочих программ для технических специальностей, включает следующие разделы:
Теоретическая механика
Раздел «Теоретическая механика» состоит из подразделов:
«Статика» является частью Теоретической механики, изучающей условия, при которых тело находится в равновесии. При этом равновесием считается такое состояние тела, когда оно находится в покое или движется прямолинейно и равномерно.
Методы и приемы, применяемые для решения задач Статики, позволяют определить внешние силовые факторы, благодаря которым тело находится в состоянии равновесия, т. е. по известным значениям внешних сил или моментов, приложенных к телу, осуществить расчет неизвестных силовых факторов (сил, моментов), воздействующих на данное тело.
Выполнение таких расчетов необходимо для осуществления оценки работоспособности конструкций различных сооружений или механизмов при помощи методов и приемов, применяемых в науке «Сопротивление материалов».
«Кинематика» является частью Теоретической механики, и изучает законы движения материальных тел без учета силовых факторов, вызывающих это движение, т. е. с геометрической точки зрения.
Задачи Кинематики сводятся к определению положения тела в пространстве относительно какой-либо системы отсчета в определенный момент времени или через временной промежуток.
Методы и приемы, применяемые при решении задач Кинематики, позволяют производить кинематические расчеты сложных механизмов машин, в которых отдельные детали и узлы совершают относительные перемещения при работе.
«Динамика», в отличие от Кинематики, изучает законы движения материальных тел с учетом силовых факторов, вызывающих это движение.
Методы и приемы, применяемые в Динамике, позволяют производить расчеты движения и перемещения деталей, узлов и механизмов машин, вызываемых приложенными нагрузками и реакциями.
Сопротивление материалов
Детали и механизмы машин
Раздел «Детали и механизмы машин» является прикладным разделом Технической механики. Он изучает возможность практического применения методов и приемов Теоретической механики и Сопротивления материалов при конструировании и проектировании машин, механизмов, сооружений и других инженерных конструкций.
Структура раздела «Детали машин» складывается из составных частей, включающих основные понятия о надежности и работоспособности машин и механизмов, классификацию видов соединений деталей, их свойства и особенности с точки зрения сопротивления материалов, типы и виды механизмов (муфты, опоры, передачи, редукторы и т. п.), а также изучение методов расчета соединений и механизмов по основным критериям работоспособности.
В высших технических учебных заведениях разделы «Сопромат» и «Детали машин» выделены в отдельные предметы, изучаемые студентами по углубленным программам. Обучающимся техническим специальностям среднего профессионального образования (СПО) эти предметы обычно преподаются по упрощенным программам и объединяются в разделы общего курса Технической механики.
Билеты для проверки усвоения знаний при промежуточной аттестации по разделу «Детали машин» можно скачать здесь (документ в формате Word, 600 кБ)
Методические рекомендации и контрольные задания для студентов заочных отделений технических и машиностроительных специальностей:
Примечание: Документы размещены в формате Word, и могут быть сохранены на компьютере или распечатаны на принтере.
Экзаменационные вопросы по Технической механике для студентов:
Предмет и задачи строительной механики
Строительной механикой в широком смысле называется наука о методах расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость. К ней относятся следующие дисциплины: сопротивление материалов, строительная механика стержневых систем, строительная механика пластин и оболочек, теория упругости, теория пластичности и теория ползучести.
Сопротивление материалов рассматривает вопросы прочности, жесткости и устойчивости отдельных элементов сооружения.
Строительная механика (или теория сооружений) занимается расчетом сложных конструктивных форм и сооружений в целом.
Строительная механика делится на разделы:
а) статика сооружений, изучающая расчеты на прочность при действии статической нагрузки (в том числе и подвижной);
б) динамика сооружений;
в) теория устойчивости сооружений.
Теория упругости, теория пластичности и теория ползучести решают те же задачи расчета сооружений, но в более строгой постановке, т.е. не учитывая некоторые упрощающие допущения, принятые в строительной механике и сопромате.
При этом в курсе теории упругости изучаются случаи, когда в сооружении возникают только упругие деформации, а в курсе теории пластичности – когда возникают и пластические деформации.
В своих решениях строительная механика пользуется методами теоретической механики, графической статики, сопротивления материалов, теории упругости и теории пластичности.
Строительная механика в начальный период развития не была самостоятельной наукой, а сливалась с общей механикой.
Как самостоятельная наука строительная механика стала успешно развиваться лишь в первой половине ХIX в. в связи с начавшимся усиленным строительством мостов, железных дорого, плотин, судов и крупных промышленных сооружений.
Строительная механика является наукой экспериментально-теоретической, т.к. базируется на результатах испытаний сооружений (в натуре и на моделях), опыте их эксплуатации и теоретических исследованиях.
| Д.И. Журавский (1821-1891гг.) при строительстве моста на б. Николаевской ж.д. опытным путем установил метод определения усилий в элементах решетки. Ю.А. Нилендер опытно изучал распределения температуры и температурных напряжений в теле плотины ДнепроГЭСа. |
Сложность строгого учета взаимодействия отдельных частей сооружения, всех факторов, влияющих на его поведение, вызывает необходимость рассматривать при расчете не действительное сооружение, а упрощенную схему его, называемую расчетной схемой сооружения.
Расчетные схемы сооружений
Расчетная схема – это упрощенное изображение действительной схемы сооружения. При выборе расчетной схемы следует руководствоваться двумя основными требованиями:
– схема должна возможно более соответствовать действительным условиям работы сооружения;
– схема должна быть возможно более простой, чтобы избежать излишней сложности при расчете.
Классификация расчетных схем сооружений.
I. По геометрическим признакам:
а) стержневые системы – сооружения, составленные из элементов, поперечные размеры которых значительно меньше их длин;
б) пластинки и оболочки – сооружения, составленные из элементов, толщина которых относительно мала по сравнению с шириной и длиной;
в) массивные сооружения, у которых все три размера соизмеримы.
II. В зависимости от типа соединений элементов:
а) системы с жесткими соединениями элементов – рамы;
б) системы с шарнирными соединениями элементов в узлах;
в) с комбинированным соединением.
III. По направлению опорных реакций:
а) безраспорные системы – в которых вертикальная нагрузка вызывает только вертикальные опорные реакции;
б) распорные системы – в которых от вертикальной нагрузки возникают вертикальные и горизонтальные опорные реакции.
 |  |
| а) безраспорные системы | б) распорные системы |
а) шарнирно-подвижная опора;
 | Соп=1 |
б) шарнирно-неподвижная опора;
 | Соп=2 |
в) жесткое защемление;
 | Соп=3 |
Кинематический анализ сооружений
Расчетные схемы сооружений могут быть представлены в виде системы геометрически неизменяемых тел, соединенных между собой шарнирами и прикрепленных к земле при помощи опорных устройств.
Эти шарниры и опоры называются кинематическими связями или просто связями, а геометрически неизменяемые тела – дисками.
Геометрически неизменяемой называется такая система соединенных между собой тел, которая не допускает относительного перемещения ее частей без их деформаций.
Для уяснения сущности кинематического анализа систем, предварительно рассмотрим отдельный, ничем не связанный плоский диск.
 | Степенью свободы (W) называется количество независимых геометрических параметров, определяющих положение конструкции в пространстве или на плоскости. |
 | Простой шарнир уменьшает степень свободы на  |
 | Опорный стержень уменьшает степень свободы на  |
 | Шарнир, соединяющий три диска, эквивалентен двум простым шарнирам  |
 | Если шарнир соединяет n стержней, то он эквивалентен n-1 простым шарнирам. |
Тогда степень свободы системы в целом определится:
где D – число дисков; Шо – число простых шарниров; Соn – количество опорных связей.
W = 0 – система геометрически неизменяема и статически определима;
W > 0 – система геометрически изменяема;
Примеры: определить степень свободы и провести структурный анализ сооружений:
 |  система статически определима и геометрически неизменяема |
 |  система статически неопределима и геометрически неизменяема |
 | система статически определима, но мгновенно изменяемая |
Дата добавления: 2016-02-04 ; просмотров: 3353 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Цели и задачи строительной механики
Лекция 1
Дополнительная литература
1) Леонтьев Н.Н и др. Основы строительной механики стержневых систем.
2) Анохин Н.Н. Строительная механика в примерах и задачах.
3) Дарков А.В. Строительная механика.
4) Агапов В.П. и др. Строительная механика автомобиля и трактора
5)Агапов В.П. Метод конечных элементов в статике, динамике и устойчивости конструкций.
Цели и задачи строительной механики
Главной целью строительной механики является разработка методов определения усилий в элементах конструкций для последующего анализа прочности этих элементов.
Анализ прочности, в свою очередь, связан с определением напряжений и составлением условий прочности. Если известны усилия в конструкции, то напряжения находятся сравнительно просто, для стержневых элементов они находятся по формулам сопротивления материалов. Анализ прочности по известным напряжениям рассмотрен в курсе сопротивления материалов.
Любая конструкция представляет собой совокупность элементов различных типов (стержней, оболочек, пластин, массивных тел), так или иначе соединенных между собой и подвергающихся различным воздействиям как во время возведения, так и во время эксплуатации.
В данном курсе рассматриваются стержневые конструкции и решаются задачи, связанные с определением усилий при действии статической нагрузки. Раздел строительной механики, связанный с подобными задачами, называется статикой сооружений.
Статическими называютсятакие нагрузки, которые возрастают от нуля до своего конечного значения постепенно и остаются постоянными в течение всего срока эксплуатации сооружения.
Слова «постепенно возрастающие» означают, что нагрузки растут настолько медленно, что в конструкции не возникают инерционные силы.
Отметим, что в качестве строительных сооружений используются неизменяемые и неподвижные конструкции.
Неизменяемыми называются такиеконструкции, взаимные перемещения точек которых возможны только вследствие деформации элементов, в противном случае они являются изменяемыми.
Примеры неизменяемых конструкций приведены на рис.1.1.
Примеры изменяемых конструкций приведены на рис.1.2.
Изменяемые конструкции чаще называют механизмами.
В широком смысле слова конструкцией можно назвать как изменяемую, так и неизменяемую систему. Однако в данном пособии это слово используется в более узком смысле для обозначения неизменяемых систем, каковыми являются несущие конструкции различных объектов техники, а также строительные сооружения.
Неподвижность конструкции (неизменяемость относительно земли) обеспечивается опорными устройствами.