Распределение учебного материала по видам занятий

№ темы	Наименование раздела дисциплины	Распределения по видам (час)
		Лек.	ЛЗ	ПЗ	СРС
	МОДУЛЬ 1. Идеологические, методологические и теоретические основы дисциплины	6	4	4	12
01	Геометрические характеристики плоских сечений	---	---	4	6
2	Введение	2	---	---	--=
3	Методология дисциплины. Основные гипотезы и допущения	2	---	---	---
4	Испытания материалов	2	4	---	---
	МОДУЛЬ 2. Напряженно-деформированное состояние при основных видах нагружения	12	2	---	---
5	Центральное растяжение и сжатие	2	---	4	---
6	Кручение	2	---	4	---
7	Изгиб. Внешние и внутренние усилия	2	---	2	---
8	Изгиб. Напряжения	2	---	4	---
9	Изгиб. Перемещения	2	2	4	---
10	Устойчивость прямых стержней	2	---	2	---
011	Понятие о сложных видах нагружения	---	---	---	6
	МОДУЛЬ 3. Механика разрушения	8	2	2	---
12	Основы напряженно-деформированного состояния	2	---	---	---
13	Концентрация напряжений	2	2	---	---
14	Энергетические основы пластичности и разрушения	2	---	---	---
15	Критерии пластичности и разрушения	2	---	---	---
	МОДУЛЬ 4. Переменные во времени режимы нагружения	8	---	14	---
16	Прочность при переменных напряжениях	2	---	6	---
17	Динамические воздействия и колебания упругих систем	2	---	4	---
18	Надежность и долговечность систем	2	---	4	---
19	Основы экспериментальных методов исследования инженерных сооружений	2	---	---	---
20	МОДУЛЬ 5. Заключение	2	---	---	---

2.6 Содержание теоретической части дисциплины

№ темы		Наименование модуля, раздела, темы, краткое содержание	Распределение по часам
	01     2     3     4     5   6   7   8   9     10     011   12         13   14     15   16     17 18 19 20	Третий семестр МОДУЛЬ 1. ИДЕОЛОГИЧЕСКИЕ, МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДИСЦИПЛИНЫ Тема 01. Геометрические характеристики плоских сечений Классификация геометрических характеристик. Статические моменты сечения, центр тяжести. Осевой, полярный, центробежный моменты инерции. Изменение геометрических характеристик при параллельном переносе и повороте координатных осей. Главные оси инерции. Главные моменты инерции. Вычисления геометрических характеристик составных фигур Тема 2. Введение Определение дисциплины «Сопротивление материалов» как инженерной прикладной науки. Ее цели и задачи, связь со смежными дисциплинами. Физическая, расчетная и математическая модели. Три проблемы сопротивления материалов: внешние нагрузки, внутренние усилия, допускаемые напряжения. Детерминированный и вероятностный подход к расчетам прочности. Три основные задачи сопротивления материалов: проверка прочности, определение прочных размеров, определение допустимых нагрузок. Тема 3. Методология дисциплины. Основные гипотезы и допущения Основные понятия и определения. Смысл идеализации определяющих параметров. Основные свойства материала: сплошность, однородность, изотропность, деформируемость, упругость. Внешние усилия: распределенные нагрузки, сосредоточенные силы, моменты. Ограничение кинематической подвижности: внешние связи - реактивные усилия. Статически определимые и статически неопределимые задачи. Степень статической неопределимости. Метод сечений, как основной прием выявления внутренних усилий. Уравнения равновесия, как основной метод определения величины внутренних усилий. Уравнения связности деформаций как основной метод решения статически неопределимых задач. Напряжения, как мера интенсивности внутренних усилий. Напряжения средние, полные, нормальные и касательные. Линейные и угловые перемещения и деформации. Гипотеза о малости деформаций. Принцип начальных размеров (отвердения). Принцип Сан Венана. Законы Гука для растяжения и сдвига. Принцип независимости действия сил. Принцип наложения (суперпозиции). Гипотеза плоских сечений. Границы применимости предположений, основанных на законе Гука. Тема 4. Испытания материалов Испытание на растяжение. Машинная диаграмма растяжения. Работа материала на различных участках диаграммы. Основные прочностные и деформационные характеристики материалов: предел пропорциональности, предел упругости, предел текучести, предел прочности, модуль Юнга, коэффициент Пуассона, удлинение при разрыве. Вероятностный характер механических характеристик. Испытания на ударную вязкость. Понятие о вязком и хрупком разрушении. Влияние режимов испытаний на механические характеристики. Понятие о ползучести и релаксации напряжений. Понятие о вероятностном характере коэффициента запаса. МОДУЛЬ 2. НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИ ОСНОВНЫХ ВИДАХ НАГРУЖЕНЯ Тема 1. Центральное растяжение и сжатие Внешние силы и внутренние усилия. Напряжения, деформации и перемещения. Жесткость при растяжении. Статически определимые и неопределимые стержневые системы. Технологические зазоры. Влияние температуры. Болтовые и заклепочные соединения. Тема 2. Кручение Внешние и внутренние усилия. Напряжения в поперечных сечениях бруса. Угол закручивания. Жесткость при кручении. Главные напряжения и главные площадки. Расчет сплошных и полых круглых валов на прочность и жесткость по мощности и числу оборотов вала. Расчет пружин растяжения-сжатия. Тема 3. Изгиб. Внешние и внутренние усилия Внутренние и внешние усилия. Дифференциальные соотношения между внешними и внутренними усилиями. Правила согласования эпюр изгибающих моментов и поперечных сил. Тема 4. Изгиб. Напряжения Нормальные напряжения в поперечных сечениях при чистом изгибе. Касательные напряжения в брусе при поперечном изгибе. Формула Д. Журавского. Тема 5. Изгиб. Перемещения Перемещения при изгибе. Связь между прогибами и углами поворотов. Дифференциальное уравнение изогнутой оси бруса. Универсальное уравнение изогнутой оси бруса. Граничные условия. Физический смысл постоянных интегрирования. Тема 6. Устойчивость прямых стержней Понятие об устойчивости механических систем. Определение критической силы (задача Эйлера). Зависимость критической силы от условий закрепления стержня. Приведенная длина. Пределы применимости формулы Эйлера. Гибкость. Коэффициент уменьшения допустимых напряжений. Тема 07. Понятие о сложных видах нагружения Сложное нагружение как суперпозиция простых видов нагружения. Напряженно-деформированное состояние при внецентренном растяжении-сжатии и косом изгибе. Четвертый семестр МОДУЛЬ 3. МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ Тема 1. Основы напряженно-деформированного состояния Главные оси, главные напряжения и главные площадки. Одноосное, двухосное и трехосное напряженные состояния. Закон Гука для главных осей. Частные случаи напряженного состояния. Круговая диаграмма Мора. Одноосное напряженное состояние. Напряжения на площадках произвольного положения. Основные выводы. Закон парности касательных напряжений. Связь между модулями упругости на растяжение и сдвиг. Тема 2.Концетрация напряжений Концентраторы напряжений как естественный элемент механизмов и конструкций. Примеры из истории техники. Физическая модель концентратора напряжений. Параметры уровня концентрации напряжений. Теоретический коэффициент концентрации напряжений. Влияние формы концентратора на уровень напряженного состояния. Методы снижения концентрации напряжений. Тема 3.Энергетические основы пластичности и разрушения Потенциальная энергия деформации при простых видах нагружения. Удельное изменение объема. Потенциальная энергия деформации для одноосного и трехосного напряженных состояний. Разложение полной энергии деформации на девиаторную и гидростатическую составляющие. Потенциальная энергия деформации объема и формы. Тема 4. Критерии пластичности и разрушения Постановка вопроса. Физические основы хрупкого и вязкого разрушения. Смысл теорий прочности. Равноопасные состояния. Эквивалентные напряжения. Первая, вторая, третья и четвертая теории прочности. Частные случаи третьей и четвертой теорий прочности. Понятие о критериях и линейной механике разрушения. Длительное разрушение при высоких температурах. Вязкое разрушение. Хрупкое разрушение при высоких температурах. МОДУЛЬ 4. ПОНЯТИЕ О НАДЕЖНОСТИ И ДОЛГОВЕЧНОСТИ. ПЕРЕМЕННЫЕ ВО ВРЕМЕНИ РЕЖИМЫ НАГРУЖЕНИЯ Тема 1. Прочность при переменных напряжениях Понятие о прочности при переменных напряжениях. Опыты Веллера. Кривая Веллера. Теоретический предел усталости и предел усталости по базовому числу. Основные параметры режимов нагружения. Диаграмма усталостной прочности и ее схематизация. Влияние концентрации напряжений, качества обработки поверхности и размеров детали на усталостную прочность. Запас на усталостную прочность. Формула Гаффа-Полларда. Тема 2. Динамические воздействия и колебания упругих систем Классификация динамических воздействий. Кинематическое и силовое возбуждение. Понятие о методах статистической динамики систем. Распространения волн напряжений и деформаций в средах и системах. Понятие о сейсмостойкости сооружений. Тема 3. Надежность и долговечность систем Понятие о надежности элементов конструкций. Технические состояния, события, свойства. Взаимосвязь состояний, событий и свойств. Основные типы отказов: мгновенные, накапливающиеся, комбинированные. Оценка вероятности отказа. Понятие о фазовой плоскости и фазовых траекториях для двухпараметрических систем. Действительная и нормативная области работоспособности. Области неучтенных параметров и неиспользованных возможностей. Наработка до отказа детали и группы деталей. Вероятностная оценка наработки. Связь величины наработки с риском и надежностью. Износовая и прочностная модели отказа. Их вероятностный характер. Тема 4. Основы экспериментальных методов исследования инженерных сооружений Понятие об SDF-модели. Основные параметры систем: частоты собственных колебаний и коэффициент затухания. Линейные и нелинейные системы. Интеграл Дюамеля. Силовое и кинематическое возбуждение систем. Сейсмические воздействия. Основные параметры: интенсивность, относительная продолжительность и частотный состав. Повторяемость. Карты ОСР-97. Особенности сейсмического районирования Дальнего Востока и Приморья. Уточнение сейсмичности площадок строительства. Оценка динамики сооружений при сейсмических воздействиях. Спектры реакций. Системы защиты зданий и сооружений от динамических воздействий. Промышленная сейсмика: взрывы, транспортная и технологическая вибрация. МОДУЛЬ 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Перспективные направления развития прикладных прочностных наук. Связь экспериментальных и теоретических исследований как основа их успешного выполнения. Роль инженерного корпуса России как гаранта национальной безопасности.	СРС 2     2     2     2     2   2     2   2   2   СРС   2     2   2     2   2   2 2 2 2

2.7 Содержание практической части дисциплины

Практические занятия

Третий семестр

№ занятия	Номер модуля	Содержание практического занятия	Форма контроля
1	1	Основные геометрические характеристики плоских сечений. Методы и приемы их определения для стандартных фигур. Изменения моментов инерции при параллельном переносе и повороте координатных осей. Главные оси и главные моменты инерции. Практический расчет положения центра тяжести, главных осей и главных моментов инерции для сечения, состоящего из элементарных стандартных фигур.
2	1	Геометрические характеристики прокатов. Особенности их определения. Практический расчет положения центра тяжести, главных осей и главных моментов инерции для сечения, содержащего в своем составе равнобокие и неравнобокие прокатные профили.
3	2	Осевое растяжение-сжатие. Построение эпюр внутренних усилий, напряжений в поперечных сечениях и перемещений. Определение напряжений в поперечных сечениях, подбор размеров поперечного сечения по допустимым напряжениям, определение допустимой нагрузки.
4	2	Расчет статически неопределимой одностержневой системы при осевом нагружении.
5	2	Кручение. Построение эпюр крутящего момента и углов закручивания. Подбор сечения круглого вала по допустимым напряжениям и углу закручивания. Сравнительный подбор сечения сплошного и пустотелого круглых валов.
6	2	Расчет цилиндрической пружины растяжения как средства амортизации и основного элемента предохранительного устройства.
7	2	Изгиб. Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов для однопролетных и консольных балок.
8	2	Расчет нормальных напряжений для поперечного сечения изогнутой балки.
9	2	Расчет касательных напряжений для поперечного сечения изогнутой балки прямоугольного и таврового профиля.
10	2	Определение прогибов при изгибе бруса методом начальных параметров
11	2	Определение угловых перемещений при изгибе бруса методом начальных параметров.
12	2	Определение параметров пластического шарнира. Расчет однопролетной изогнутой балки по предельному состоянию.
13	2	Расчет балки при косом изгибе. Определение внутренних усилий, нормальных напряжений и положения нейтральной оси.
14	2	Расчет балки при косом изгибе. Определение вертикальной и горизонтальной составляющих, полного прогиба и его направления.
15	2	Расчет внецентренно растянутого стержня. Определение внутренних усилий, нормальных напряжений и положения нейтральной оси.
16	2	Расчет ядра сечения внецентренно растянутого стержня
17	2	Расчет внутренних усилий, напряжений в поперечных сечениях и деформаций балок на упругом основании.
18	2	Расчет напряженно-деформированного состояния простейших оболочек вращения.

Четвертый семестр

№ занятия	Номер модуля	Содержание практического занятия	Форма контроля
1	2	Расчет на устойчивость сжатых стержней
2	4	Расчет на выносливость при простых режимах нагружения.
3	4	Расчет на выносливость при сложных видах нагружения.
4	4	Расчет на выносливость при случайных воздействиях при линейной модели накопления повреждений.
5	3	Проверка прочности стержней, подверженных изгибу с кручением по эквивалентным напряжениям III и IV теорий прочности.
6	4	Распространение деформационных волн в средах. Задачи прикладной сейсмологии по уточнению сейсмической интенсивности грунтов предполагаемых площадок строительства.
7	4	Напряжения и деформации при ударе. Динамические задачи формирования свайных полей.
8	4	Динамика простых систем при силовом возбуждении.
9	4	Динамика простых систем при кинематическом возбуждении.

Лабораторные работы

Четвертый семестр

№ занятия	Номер модуля	Содержание лабораторного занятия	Форма контроля
1	1	Определение модуля продольной упругости	Защита ЛР №1
2	1	Определение модуля сдвига	Защита ЛР №2
3	3	Исследование концентрации напряжений для изогнутой балки	Защита ЛР №3
4	2	Определение линейных и угловых перемещений статически определимой однопролетной балки при изгибе	Защита ЛР №4

Расчетно-проектировочные задания

Третий семестр

№ РПЗ	Номер модуля		Содержание расчетно-проектировочного задания	Сроки выполнения	Трудо- ёмкость, час
1а		1	Расчет геометрических характеристик плоского составного сечения	8-я неделя	4
1б		1	Расчет статически неопределимого стержня с учетом изменения температуры и наличия технологических зазоров.	8-я неделя	4

Четвертый семестр

2	2		Расчет на изгиб статически определимой балки: построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов, нормальных. касательных и эквивалентных напряжений, подбор поперечного сечения.	15-я неделя	6
3		4	Расчет выносливости детали	14-я неделя	2

ПРИМЕЧАНИЕ: по решению кафедры в разных группах могут выполняться РПЗ №1а или РПЗ №1б

III. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕТЕХНОЛОГИИ

При изучении курса «сопротивление материалов» используются:

1). Классические образовательные технологии;

2). Компьютерные технологии:

- вшитое стандартное математическое обеспечение ПК и СКМ при выполнении расчетно-проектировочных заданий.

- пакет прикладных программ:

1. Расчет статически неопределимых балок.

2. Расчет стержневых систем.

3. Расчет динамики систем на силовое возбуждение.

4. расчет динамики систем на кинематическое возбуждение.

5. Построение спектров случайных процессов.

- электронные учебники.