Примерные программы Общепрофессиональные дисциплины примерная программа дисциплины природно-техногенные комплексы

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

3.4. При объеме дисциплины менее 119 часов изучение комплексной дисциплины "Начертательная геометрия. Инженерная графика" нецелесообразно.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИН

4.1. Разделы дисциплины "Начертательная геометрия" и виды занятий

№ n/n	Раздел дисциплины	Лекции	ПЗ	РГР
1	Введение. Предмет начертательной геометрии. Проекционный метод отображения пространства на плоскость. Центральное, параллельное и ортогональное проецирование. Основные свойства. Основные виды обратимых изображений: комплексный чертеж Монжа, аксонометрический чертеж.	2; 1; 1	2; 2; 2	№1; №1; №1
2	Задание точки, линии, плоскости и многогранников на комплексном чертеже Монжа. Задание параллельных прямых и плоскостей.	2; 1; 2	2; 2; 2	№1; №1; №1
3	Позиционные задачи. Задачи на взаимную принадлежность точек, прямых и плоскостей. Задачи на пересечение прямой и плоскости и двух плоскостей. Алгоритмы решения задач.	2; 2; 2	2; 2; 2	№1; №1; №1
4	Метрические задачи. Теорема о проекции прямого угла, задачи на перпендикулярность прямой и плоскости. Определение натуральной величины отрезка прямой.	2; 2; 2	2; 2; 2	№1; №1; №1
5	Способы преобразования комплексного чертежа. Введение новых плоскостей проекций. Плоскопараллельное перемещение. Вращение оригинала вокруг проецирующих прямых и прямых уровня. Применение способов преобразования проекций к решению позиционных и метрических задач. Алгоритмы решения задач.	4; 2; 1	4; 2; 4	№1; №1; №1
6	Многогранники. Пересечение многогранников плоскостью и прямой. Пересечение многогранников. Развертывание поверхности многогранника.	2; 1; 1	2; 2; 2	№2; №2; №1
7	Кривые линии. Плоские и пространственные кривые линии. Проекционные свойства кривых линий. Касательные и нормали к кривым линиям. Особые точки кривых. Окружность в плоскости общего положения. Обводы точек на плоскости. Способы построения обводов и их применение в технике. Огибающая семейства линий.	2; 1; 1	2; 2; 2	№2; №2; №2
8	Поверхности. Образование поверхностей. Классификация. Определитель и формула поверхности. Дискретный и непрерывный каркасы поверхности. Критерий заданное™ поверхности. Чертежи поверхности.	2; 0,5; 0,5	2; 2; 2	№2; №2; №2
9	Поверхности вращения. Сфера. Коническая и цилиндрическая поверхности вращения. Однополосный гиперболоид вращения. Тор. Общие свойства поверхностей вращения.	2; 1; 1	2; 2; 2	№2; №2; №2
10	Линейчатые поверхности. Основные определения. Поверхности с тремя направляющими. Поверхности с плоскостью параллелизма /цилиндроид, коноид, гиперболический параболоид/. Конические и цилиндрические поверхности общего вида. Торсы.	2; 0,5; 0,5	2; 2; 2	№2; №2; №2
11	Винтовые поверхности. Прямой и наклонный геликоид. Поверхности параллельного переноса. Циклические поверхности.	2; 0,5; 0,5	2; 2; 2	№2; №2; №2
12	Принадлежность линии поверхности. Конструирование отсека поверхности.	2; 1; 2	2; 2; 2	№2; №2; №2
13	Обобщенные позиционные задачи. Каркасные способы решения задач на поверхности. Пересечение линий с поверхностью. Пересечения поверхностей /вспомогательные секущие плоскости и поверхности/. Алгоритмы решения задач.	4; 2,5; 2	4; 4; 4	№3; №3; №2
14	Касательные линии и плоскости к поверхности. Построение нормали к поверхности. Развертка поверхностей /точные, приближенные, условные/. Алгоритмы решения задач.	2; 1; 0,5	2; 2; 2	№4; №4; №2
15	Аксонометрические проекции. Прямоугольная аксонометрическая проекция. Стандартные виды аксонометрических проекций.	2; 1; 0	2; 2; 0	№4; №4; -

Примечания:

1. Верхние цифры в графах "Лекции", "ПЗ" и "РГР" даны для курса Начертательной геометрии объемом 68 часов (34 л.+ 34 пз); вторая цифра - для объема - 51 час (17 л. + 34 пз); третья цифра - для объема 34 часа (17 л.+17пз.)

2. Содержание, объем РГР и ее связь с направленностью специальности определяет кафедра ВУЗа.

4.2 . Для профессиональной подготовки бакалавров и дипломированных специалистов для направления "Строительство" рекомендуется ввести в учебные планы спецкурс "Начертательная геометрия".

Вид учебной работы	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	40
Аудиторные занятия	20
Лекции	12
Практические занятия (ПЗ)	8
Семинары (С)	-
Лабораторные работы (ЛР)	4
и (или) другие виды аудиторных занятий	-
Самостоятельная работа	20
Курсовой проект(работа)	1 курсовая
Расчетно-графические работы	1 РГР
Реферат	-
и (или) другие виды самостоятельной работы	-
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Экзамен

4.2.1. Содержание спецкурса

1. Проекции с числовыми отметками. Задание точки, прямой и плоскости. Задание гранных и кривых поверхностей. Позиционные задачи: пересечение двух плоскостей и прямой с плоскостью. Алгоритмы решения задач.

2. Топографическая поверхность. Решение позиционных задач на топографической поверхности. Устройство выемок и насыпей.

3. Перспектива. Основные положения. Задание прямой и точки. Точки схода прямых и линии схода плоскостей. Изображение геометрических фигур в перспективе.

4. Способы построения перспективы. Радиальный способ, способ архитекторов, способ сетки.

5. Тени. Общие сведения. Тени собственные и падающие. Стандартные направления световых лучей.

6. Тени в прямоугольных проекциях. Тени точки, прямой и плоской фигуры. Собственные и падающие тени основных геометрических фигур.

Тени в перспективе. Расположение источника света относительно картинной плоскости. Собственные и падающие тени гранных и криволинейных поверхностей.
Разделы дисциплины "Инженерная графика" и виды занятий

№ n/n	Раздел дисциплины	Лекции		ПЗ	РГР
1	Конструкторская документация. Единая система конструкторской документации. Стандарты ЕСКД. Виды изделий и конструкторских документов.	2; 2; 2		-; -; -	-; -; -
2	Оформление чертежей. Геометрические основы. Форматы. Масштабы. Линии. Шрифты. Основная надпись. Написание размеров.	2; 2; 1		4; 3; 2	№1; №1; №1
3	Элементы геометрии деталей. Геометрические основы форм деталей. Пересечение поверхностей тел /геометрических/. Наклонные сечения деталей.	2; 2; -		5; 2; -	№1 №1 №1
4	Изображения, надписи, обозначения. Основные правила выполнения изображений. Виды. Разрезы. Сечения. Выносные элементы. Компоненты чертежа. Надписи и обозначения на чертеже.	2; 2; 2		10; 10; 4	№1; №1; №1
5	Аксонометрические проекции деталей.	2; 2;		10; 4;	№2; №2;
6	Изображения и обозначения элементов деталей. Отверстия. Пазы. Элементы крепежных деталей. Элементы литых деталей.	2; 2; 1		10; 7; 4	№3; №3; №2
7	Изображение и обозначение резьбы. Основные параметры резьбы. Цилиндрические и конические резьбы. Обозначения резьбы. Технологические элементы резьбы.	2; 2; 1	8; 5; 4			№3; №3; №2
8	Рабочие чертежи деталей. Изображение стандартных деталей. Чертежи деталей со стандартными изображениями. Чертежи оригинальных деталей. Эскизирование деталей. Размеры. Виды размеров.	2; 2; 2	10; 10; 4			№3; №3; №2
9	Изображения сборочных единиц. Изображения разъемных и неразъемных соединений и передач. Условности и упрощения.	2; 2; 1	10; 8; 2			№4; №4; -
10	Сборочный чертеж изделий. Составление и чтение сборочного чертежа общего вида. Спецификация. Перечень элементов.	2; 2; 2	15; 15; 4			№5; №5; №3

Примечания:

1. Верхние цифры в графах "Лекции", "ПЗ" и "РГР" даны для курса Инженерной графики объемом более 100 аудиторных часов; вторая цифра -для объема - 51 - 63 часов; третья цифра - для объема 34 часа.

2. Содержание, объем РГР и ее связь с направленностью специальности определяет кафедра ВУЗа.

4.4. Для профессиональной подготовки бакалавров и дипломированных специалистов для направления "Строительство" рекомендуется ввести в учебные планы спецкурсы "Строительное черчение", "Рисование", "Основы стандартизации проектной документации".

Вид учебной работы	Всего часов
	Строит. черчение	Рисование	Основы стандартизации
Общая трудоемкость дисциплины	34	90	60
Аудиторные занятия	18	50	36
Лекции	10	12	16
Практические занятия (ПЗ)	4	38	20
Семинары (С)	-	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	4	-	-
и (или) другие виды аудиторных занятий	-	-	-
Самостоятельная работа	16	40	24
Курсовой проект (работа)	1 курсовая	2 курс-е	1 курсовая
Расчетно-графические работы	2 РГР	-	-
Реферат	-	-	-
и (или) другие виды самостоятельной работы	-	-	-
Вид итогового контроля (зачет, экзамен)	Зачет с оценкой

Содержание спецкурсов "Строительное черчение" и "Рисование".

1. Чертеж строительной конструкции. Выполнение чертежей металлических, деревянных, железобетонных строительных конструкций.

2. Архитектурно-строительный чертеж здания. План, фасад, разрез, генплан (последний лист по усмотрению кафедры выполняется с учетом будущей специальности студента).

3. Введение в рисование. Зрительное восприятие объемных форм. Перспектива или аксонометрия как основа рисунка. Форма. Композиция рисунка, светотень, техника рисунка. Основы технического рисования деталей и способы оттенения поверхностей (штриховка, шраффировка).

4. Рисование геометрических тел с натуры /куб, пирамида, призма, цилиндр, конус, шар/ и их сочетаний с передачей светотеней.

5. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Не предусмотрен.

6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Рекомендуемая литература.

а) основная:

Бубенников А.В. Начертательная геометрия. -М., 1985.
Бубенников А.В. Начертательная геометрия: Задачи для упражнений. -М., 1981.
Государственные стандарты Единой системы конструкторской документации.
Иванов Г.С, Начертательная геометрия, М., Машиностроение, 1995г.
Кузнецов Н.С. Начертательная геометрия. -М., 1981
Левицкий B.C. Курс машиностроительного черчения. -М., 1987.
Машиностроительное черчение /Под ред. Г.П.Вяткина. - М., 1985.
Фролов С.А. Начертательная геометрия. -М., 1983.
Фролов С.А. Сборник задач по начертательной геометрии. - М., 1980.
Якунин В.И., Нартова Л.Г., и др. Современный курс начертательной геометрии. -М., Изд. МАИ, 1996.

б) дополнительная:

Короев Ю.И. Строительное черчение и рисование. -М., 1983.
Гладков С., Кречко Ю. и др. Курс практической работы с системой Автокад. -М., изд. Диалог-МИФИ, 1991.
Наградова М. Auto-CAD. Справочник конструктора. -М., изд. Прометей.1991.

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

При изучении этих дисциплин необходимо использовать современные персональные компьютеры с графо-геометрическим обеспечением типа AutoCAD и др. (иметь компьютерные классы на кафедрах и другие современные ТСО).

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Каждая дисциплина:

1. "Начертательная геометрия".

2. "Инженерная графика", записывается в учебных планах отдельной строкой.

Выполнение РГР (эпюр) по Начертательной геометрии проводится студентами самостоятельно под контролем (и консультацией) преподавателя, т.е. проводятся для студентов индивидуальные занятия с преподавателем (ИЗП). Для этого выделяются дополнительно 18-20% от суммарных учебных аудиторных часов.

Проведение лекций по начертательной геометрии рекомендуется в учебных потоках, состоящих не более, чем из 5 групп.

При изучении дисциплин Начертательной геометрии и Инженерной графики должны проводиться в каждом семестре контрольные работы, число и содержание которых определяются рабочими программами. На проверку каждой контрольной работы выделяется 0,2 часа на одного студента.

Для проведения консультаций и переэкзаменовок выделяется 20% от общего объема часов.

Примечание:

Так как количество часов на дисциплину определяется направлениями подготовки бакалавров и дипломированных специалистов, то кафедра конкретного учебного заведения корректирует содержание того или иного раздела программы и вида учебной работы с учетом направления подготовки.

Программу составили:

Рыжов Н.Н., проф. (МАДИ)

Якунин В.И., д.т.н., проф. (МАИ)

Примерная программа дисциплины

Теоретическая механика

Цели изадачи дисциплины

“Теоретическая механика” одна из фундаментальных естественнонаучных дисциплин физико - математического цикла, на материале которой базируются дисциплины /или разделы дисциплин/ “Сопротивление материалов”, “Прикладная механика”, “Теория механизмов и машин”, “Детали машин”, “Строительная механика”, “Гидравлика”, “Теория упругости и пластичности”, “Гидродинамика и аэродинамика”, а также большое число специальных инженерных дисциплин, посвященных изучению динамики и управлению машин и различных видов транспорта, методов расчета, сооружения и эксплуатации высотных зданий, мостов, тоннелей, плотин, гидромелиоративных сооружений, трубопроводного транспорта нефти и газа. Изучение теоретической механики дает также тот минимум фундаментальных знаний, на базе которых будущий специалист сможет самостоятельно овладевать новой информацией, с которой ему придется столкнуться в производственной и научной деятельности.

Целью данной дисциплины является изучение общих законов движения и равновесия материальных тел и возникающих при этом взаимодействий между телами.

В итоге изучения курса теоретической механики студент должен знать основные понятия и законы механики и вытекающие из этих законов методы изучения равновесия и движения материальной точки, твердого тела и механической системы, понимать те методы механики, которые применяются в прикладных дисциплинах, уметь прилагать полученные знания для решения соответствующих конкретных задач техники, самостоятельно строить и исследовать математические и механические модели технических систем, квалифицированно применяя при этом основные алгоритмы высшей математики и используя возможности современных компьютеров и информационных технологий.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Студент должен получить представление о предмете теоретической механики, возможностях ее аппарата и границах применимости ее моделей, а также о междисциплинарных связях теоретической механики с другими естественнонаучными, общепрофессиональными и специальными дисциплинами. Он должен приобрести навыки решения типовых задач по статике, кинематике и динамике, а также начальный опыт компьютерного моделирования таких задач.

В связи с тем, что количество аудиторного времени, выделяемого на освоение дисциплины "Теоретическая механика" на разных специальностях значительно различается, не представляется возможным дать сводную характеристику результатов обучения по этой дисциплине. Поэтому ниже сформулированы некоторые усредненные требования к уровню подготовки по названному предмету для студентов, освоивших курс при количестве аудиторного времени равном или превышающем 130 часов.

В результате изучения теоретической механике студент должен

знать:

основные понятия и аксиомы механики;
основные операции с системами сил, действующими на твердое тело;
условия эквивалентности систем сил;
условия уравновешенности произвольной системы сил и основные частные случаи этих условий;
методы нахождения реакций связей в покоящейся системе сочлененных твердых тел;
способы нахождения центров тяжести тел;
законы трения скольжения и трения качения;
кинематические характеристики движения точки при различных способах задания движения;
кинематические характеристики движения тела и его отдельных точек при различных видах движения;
операции со скоростями и ускорениями при сложном движении точки;
дифференциальные уравнения движения точки относительно инерциальной и неинерциальной систем координат;
теоремы об изменении количества движения, кинетического момента и кинетической энергии системы;
принцип возможных перемещений;
уравнения Лагранжа второго рода;
принцип Даламбера;
общее уравнение динамики;
методы нахождения реакций связей в движущейся системе твердых тел;
исследование свободных малых колебаний консервативной механической системы с одной степенью свободы.

Студент должен уметь:

составлять уравнения равновесия для тела, находящегося под действием произвольной системы сил;
находить положения центров тяжести тел простой конфигурации;
вычислять скорости и ускорения точек, принадлежащих телам, совершающим поступательное, вращательное и плоское движения;
составлять дифференциальные уравнения движения материальных точек и тел, способных совершать вращательные и плоские движения;
вычислять кинетическую энергию многомассовой системы;
вычислять работу сил, приложенных к твердому телу, при его поступательном, вращательном и плоском движениях;
исследовать равновесие системы тел с помощью принципа возможных перемещений;
составлять уравнения Лагранжа второго рода для механических систем с одной степенью свободы;
составлять и решать уравнения свободных малых колебаний систем с одной степенью свободы.

3. Содержание дисциплины

Введение

Краткая характеристика задач, решаемых в теоретической механике. Место теоретической механики в цикле естественнонаучных дисциплин. Исходные категории классической механики: ньютоновы пространство и время, инертность, механическое взаимодействие тел. Масса и сила как меры инертности и взаимодействия тел. Основные модели теоретической механики (модель материальной точки, системы материальных точек, абсолютно твердого тела, системы взаимосвязанных твердых тел). Аксиоматический метод в механике. Структура курса теоретической механики.

1.Статика

1.1(*) Основные определения и аксиомы статики. Две задачи статики. Связи и их реакции. Постулат об освобождаемости от связей. Момент силы относительно точки. Момент силы относительно оси. Пара сил и ее скалярный и векторный моменты. Главный вектор и главный момент произвольной системы сил.

1.2(*) Теорема об уравновешенности произвольной системы сил. Условия уравновешенности различных частных видов систем сил. Три формы условий уравновешенности для плоской системы сил.

1.3(*) Равновесие одного твердого тела и равновесие системы абсолютно твердых тел. Внешние и внутренние силы. Статически определимые и статически неопределимые системы. Степень статической неопределимости.

1.4(*) Теоремы о парах сил и операциях с ними.

1.5(*) Приведение системы сходящихся сил к равнодействующей. Приведение произвольной системы сил к центру. Теорема об эквивалентности двух систем сил. Частный случай - плоская система сил. Условия приведения произвольной системы сил к равнодействующей. Связь между главными моментами системы сил относительно двух разных центров приведения. Инварианты произвольной системы сил. Теорема Вариньона.

1.6(*) Приведение произвольной системы сил к динамическому винту. Центральная винтовая ось.

1.7(*) Системы параллельных сил и их приведение к простейшим эквивалентным системам. Центр системы параллельных сил.

1.8(*) Распределенные системы параллельных сил. Простейшие частные случаи их приведения к равнодействующим. Связи типа плоской и пространственной заделок.

1.9(*) Трение. Виды трения. Экспериментальные законы для различных видов трения. Методы решений задач равновесия при наличии трения.

1.10(*) Центр тяжести тела. Теоремы о центрах тяжести тел, обладающих симметрией. Центры тяжести некоторых простейших геометрических тел. Методы нахождения центров тяжести.

1.11 Статика идеальной нерастяжимой нити. Уравнения равновесия свободного элемента нити в векторной форме и в проекциях на оси координат. Равновесие нити на гладкой поверхности. Равновесие нити на негладкой цилиндрической поверхности. Формула Эйлера.

2. Кинематика

2.1(*) Системы отсчета. Способы задания движения точки. Скорость и ускорение точки при различных способах задания ее движения.

2.2 Скорость и ускорение точки в криволинейных системах координат.

2.3(*) Кинематика твердого тела. Теорема о проекциях векторов скоростей двух точек твердого тела. Простейшие движения твердого тела. Поступательное движение. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение движения, угловая скорость и угловое ускорение тела. Скорость и ускорение точки тела при его вращательном движении.

2.4(*) Плоскопараллельное движение твердого тела. Разложение его на поступательное и вращательное движения. Кинематические уравнения плоского движения. Векторная формула для скоростей точек тела при плоском движении. Мгновенный центр скоростей, методы его нахождения. Векторная формула для ускорений точек тела при плоском движении. Мгновенный центр ускорений.

2.5 Сферическое движение твердого тела. Углы Эйлера. Параметры Родрига-Гамильтона. Кинематические уравнения движения. Применение матричных методов. Мгновенная ось вращения. Мгновенная угловая скорость и мгновенное угловое ускорение. Скорость и ускорение точки тела при его сферическом движении. Формулы Эйлера и Ривальса.

2.6 Общий случай движения свободного твердого тела. Разложение его на поступательное и сферическое движения. Мгновенная ось вращения. Мгновенные угловая скорость и угловое ускорение. Скорость и ускорение точки свободного твердого тела (векторные формулы).

2.7(*) Сложное движение точки. Абсолютное, переносное и относительное движения. Теоремы о скоростях и ускорениях точки при сложном движении. Ускорение Кориолиса. Сложное движение точки при известной траектории абсолютного движения.

2.8 Сложное движение твердого тела. Сложение вращений вокруг двух пересекающихся осей. Сложение вращений вокруг двух параллельных осей. Сложение поступательного и вращательного движений (винтовое движение). Сложение произвольного числа вращений вокруг пересекающихся осей. Сложение произвольного числа вращений вокруг параллельных осей. Сложение произвольного числа поступательных и вращательных движений.

3. Динамика

3.1(*) Динамика материальной точки. Инерциальные системы отсчета. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной точки в векторной и координатной формах. Уравнения движения точки в проекциях на оси естественного трехгранника. Первая и вторая задачи динамики. Динамические реакции связей для несвободной точки.

3.2 Применение дифференциальных уравнений движения точки для решения первой и второй задач динамики. Интегрируемые уравнения прямолинейного движения точки (уравнения с разделяющимися переменными, линейные уравнения с постоянными коэффициентами).

3.3 Динамика относительного движения точки. Неинерциальные системы отсчета. Уравнения относительного движения. Переносная и кориолисова силы инерции. Принцип относительности Галилея.

3.4 Дифференциальные уравнения движения точки в полярной и цилиндрической системах координат.

3.5(*) Понятие о механической системе. Силы внешние и внутренние. Свойства внутренних сил. Дифференциальные уравнения движения свободной и несвободной механической системы в инерциальной системе отсчета.

3.6(*) Центр масс механической системы. Теорема о движении центра масс. Частные случаи (сохранение проекции скорости центра масс или его координаты). Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела.

3.7 Геометрия масс. Моменты инерции системы относительно точки, оси и плоскости. Центробежные моменты инерции. Момент инерции относительно оси заданного направления. Тензор инерции. Эллипсоид инерции. Главные оси инерции, главные центральные оси инерции. Основные теоремы о главных осях инерции. Главные центральные моменты инерции. Теорема Штейнера и ее аналог для центробежных моментов инерции. Вычисление центробежных моментов инерции. Радиус инерции.

3.8(**) Формулы для тензора инерции некоторых простейших тел. Радиус инерции. Теорема Штейнера для тел, имеющих ось материальной симметрии.

3.9 Количество движения материальной точки и механической системы. Элементарный и полный импульс силы. Теорема об изменении количества движения системы в дифференциальной и интегральной формах. Частный случай - сохранение количества движения.

3.10 Движение точки переменного состава. Реактивная сила. Уравнение Мещерского. Формула Циолковского. Вертикальное движение ракеты.

3.11 Кинетический момент точки и механической системы относительно центра и относительно оси. Теорема об изменении кинетического момента в дифференциальной и интегральной формах. Частные случаи - сохранение кинетического момента относительно центра и относительно оси.

3.12 Движение точки под действием центральной силы. Секторная скорость. Теорема площадей. Формулы Бинэ.

3.13 Кинетический момент твердого тела относительно оси. Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси и случаи его интегрируемости.

3.14 Кинетический момент механической системы при ее сложном движении. Теорема об изменении кинетического момента системы в относительном движении по отношению к центру масс. Дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела.

3.15(*) Элементарная и полная работа силы. Мощность. Работа внутренних сил системы. Вычисление работы сил, приложенных к твердому телу, при различных видах его движения.

3.16(*) Кинетическая энергия материальной точки и механической системы. Вычисление кинетической энергии системы при ее сложном движении. Кинетическая энергия твердого тела при различных видах его движения. Теорема об изменении кинетической энергии системы в дифференциальной и интегральной формах.

3.17(*) Потенциальное силовое поле. Элементарная и полная работа силы в потенциальном силовом поле. Силовая функция и потенциальная энергия поля. Примеры вычисления потенциальной энергии: однородного поля тяжести, поля линейной силы упругости, поля притяжения по закону Ньютона. Закон сохранения полной механической энергии. Консервативные системы.

3.18(*) Аналитическое представление связей и их классификация по этому признаку. Возможные перемещения. Элементарная работа силы на возможном перемещении. Идеальные связи. Голономные и неголономные связи. Принцип возможных перемещений.

3.19(*) Число степеней свободы голономной системы. Обобщенные координаты. Обобщенные силы. Способы вычисления обобщенных сил. Обобщенные силы, порождаемые потенциальными силами. Принцип возможных перемещений в обобщенных координатах. Условия равновесия консервативных систем.

3.20(*) Силы инерции материальной точки. Принцип Даламбера для точки и системы материальных точек. Главный вектор и главный момент сил инерции в общем и частных случаях движения твердого тела. Общее уравнение динамики.

3.21 Применение принципа Даламбера для определения реакций в опорах твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Статические и динамические составляющие реакций. Частные случаи. Понятие о статическом и динамическом уравновешивании вращающегося тела.

3.22(*) Уравнение Лагранжа второго рода: вывод и методика применения.

3.23 Структура кинетической энергии механической системы. Структура уравнений Лагранжа второго рода. Структура обобщенных сил: силы позиционные (потенциальные и неконсервативные), силы диссипативные и ускоряющие, гироскопические силы.

3.24 Канонические уравнения механики.

3.25 Понятия о состоянии равновесия и положении равновесия механической системы. Нахождение положений равновесия из условий равновесия, выраженных в обобщенных силах. Примеры. Устойчивость равновесия системы. Критерий Лагранжа устойчивости равновесия консервативных систем.

3.26 Силы сопротивления, пропорциональные первой степени скоростей точек системы. Диссипативная функция Рэлея. Связь между полной механической энергией системы и диссипативной функцией. Влияние на устойчивость равновесия системы диссипативных, ускоряющих и гироскопических сил.

3.27 Понятие о малых движениях системы около устойчивого состояния равновесия. Приближенные выражения кинетической и потенциальной энергий для консервативной системы с одной степенью свободы. Дифференциальное уравнение свободных движений консервативной системы с одной степенью свободы в случае малых отклонений от состояния равновесия. Гармонические колебания. Примеры.

3.28 Малые свободные движения системы с одной степенью свободы при наличии линейно-вязкого сопротивления. Затухающее колебательное движение. Декремент колебаний, логарифмический декремент. Апериодические движения.

3.29 Вынужденные колебания системы с одной степенью свободы. Способы возбуждения вынужденных колебаний. Влияние сопротивления на вынужденные колебания. Взаимодействие собственных и вынужденных колебаний. Резонанс при отсутствии и наличии линейно-вязкого сопротивления. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики системы.

3.30 Кинетическая и потенциальная энергии консервативной системы с двумя степенями свободы. Условия устойчивости равновесия консервативной системы с двумя степенями свободы. Уравнения малых свободных колебаний. Уравнение частот. Парциальные частоты. Свойства собственных частот системы. Главные формы колебаний. Главные координаты.

3.31 Вынужденные колебания системы с двумя степенями свободы.

3.32 Движение твердого тела вокруг неподвижной точки. Кинетический момент твердого тела относительно неподвижной точки, его проекции на оси координат. Кинематические и динамические уравнения Эйлера. Обзор случаев интегрируемости уравнений движения тяжелого тела с одной неподвижной точкой (случаи Эйлера, Лагранжа, Ковалевской). Геометрическая интерпретация Пуансо случая Эйлера. Понятие о регулярной прецессии.

3.33 Приближенная теория гироскопа. Теорема Резаля. Гироскопы с тремя и двумя степенями свободы. Гироскопический момент. Прецессия тяжелого гироскопа. Примеры применения гироскопов в технике.

3.34 Вариационные принципы механики (принципы Гаусса, Лагранжа, Гамильтона).

3.35 Неголономные системы. Примеры применения в технике. Энергия ускорений. Принцип Гаусса для неголономных систем. Уравнения Аппеля.

3.36 Основные положения приближенной теории удара. Изменение угловой скорости при ударе по вращающемуся телу. Удар точки о неподвижную поверхность. Коэффициент восстановления. Фазы удара. Ударные импульсы для двух фаз удара. Теорема Карно.

3.37 Прямой центральный удар двух тел. Частные случаи. Удар по вращающемуся твердому телу. Условия отсутствия ударных реакций в опорах вращающегося тела. Центр удара.

3.38 Общее уравнение динамики и уравнения Лагранжа второго рода при ударе.

Дополнительные темы

Элементы классической теории нелинейных колебаний (асимптотические методы малого параметра).
Элементы теории устойчивости движения по Ляпунову.
Кватернионные и матричные методы в теоретической механике.
Методы компьютерной алгебры в теоретической механике.
Общие теоремы динамики материальной системы переменного состава. Динамика твердого тела переменного состава.
Аналитическая механика электромеханических систем.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
(*) Система сходящихся сил.
(*) Плоская система сил.
(*) Пространственная система сил.
(*) Центр тяжести.
(*) Кинематика точки.
(*) Кинематика вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.
(*) Кинематика плоского движения твердого тела.
Кинематика сферического движения твердого тела.
(*) Сложное движение точки.
(*) Динамика прямолинейного движения точки.
Динамика относительного движения точки.
(*) Общие теоремы динамики системы.
(*) Принцип возможных перемещений.
(*) Уравнения Лагранжа второго рода.
(*) Принцип Даламбера.
Малые колебания систем с одной степенью свободы.
Малые свободные колебания консервативных систем с двумя степенями свободы.
Удар.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
(*) Равновесие сочлененных систем тел.
(*) Приведение произвольной системы сил к простейшей эквивалентной системе.
(*) Равновесие тела под действием пространственной системы сил.
(*) Нахождение положения центра тяжести тела.
(*) Кинематика точки.
(*) Кинематика поступательного и вращательного движений твердого тела.
(*) Кинематика плоского многозвенного стержневого механизма.
(*) Сложное движение точки.
(*) Применение теоремы об изменении кинетической энергии к системе, состоящей из нескольких тел.
(*) Принцип возможных перемещений.
Применение уравнений Лагранжа второго рода к системам с одной и двумя степенями свободы.
(*) Принцип Даламбера.
Малые колебания систем с одной степенью свободы.
Малые свободные колебания консервативных систем с двумя степенями свободы.

Таблица 1

Примерное распределение аудиторного времени по семестрам

(17 недель) для некоторых характерных временных уровней освоения дисциплины

Условный индекс временного уровня	Общее количество аудиторных часов	Общее распределение по семестрам	Распределение лекций (Л) и практических занятий (ПЗ) по семестрам (Л/ПЗ) (2-й, 3-й, 4-й сем.)
А	204	68+68+68	34/34+34/34+34/34
В	187	51+68+68	22/29/+34/34+34/34
С	153	34+68+51	16/18+34/34+22/29
D	136	34+51+51	16/18+24/27+22/29
Е	102	34+34+34	16/18+16/18+16/18
F	85	34+51	16/18+24/27
G	51	51	22/29 - (3-й сем)
Н	34	34	16/18 (2-и сем)

Таблица 2

Примерные перечни тем, рекомендуемых для изучения, в зависимости от времени, регламентированного для освоения дисциплины.

Индексы	Аудиторная работа
временных уровней	Лекции (пункты разделов 1,2,3 программы)	Практические занятия (пункты части IV)
А	Все пункты разделов 1,2,3 за исключением тех, которые не соответствуют профилю вуза или направления.	1-18
В	Все пункты разделов 1,2,3 за исключением пунктов 3.31; 3.35 и тех, которые не соответствуют профилю вуза или направления.	1-18
С	1.1-1.10; 2.1-2.7; 3.1-3.7; 3.9; 3.11; 3.13-3.22; 3.25-3.29; 3.33; 3.36; 3.37	1-7; 9-16; 18
D	1.1-1,10; 2.1; 2.3-2.7; 3.1-3.6; 3.8; 3.9; 3.11; 3.13; 3.15-3.20; 3.22; 3.25-3.29	1-7; 9-16
Е	1.1-1.10; 2.1-2.7; 3.1-3.6; 3.8; 3.9; 3.11; 3.13; 3.15-3.20; 3.22; 3.25-3.27	1-7; 9; 12-16
F	1.1-1.10; 2.1; 2.3; 2.4; 2.7; 3.1-3.6; 3.8; 3.9; 3.11; 3.15-3.20; 3.22	1-7; 9; 12-15
G	1.1-1.8; 2.1; 2.3; 2.7; 3.5; 3.6; 3.18	1-6; 9; 13; 15
Н	1.1-1.8; 2.1; 2.3	1;2;4-б

Примечания:

1. Студентам, обучающимся на специальностях, отнесенных к уровням D-F, теоремы об операциях с парами сил, излагаются без доказательств.

2. Студентам, обучающимся на специальностях, отнесенных к уровням G или Н, теоремы об операциях с парами сил (за исключением теорем сложения) не излагаются. Теоремы сложения моментов пар сил излагаются без доказательств.

3. Студентам, обучающимся на специальностях, отнесенных к уровню г, общие теоремы динамики механической системы, излагаются конспективно.

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1. Рекомендуемая литература

а) основная:

Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р. Курс теоретической механики: Учебник. T.1: Статика и кинематика. Т.2: Динамика. М.: Наука, 1985.
Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учебник. М.: Наука, 1998.
Маркеев А.П. Теоретическая механика: Учебное пособие. М.: Наука, 1999.
Никитин Н.Н. Курс теоретической механики: Учебник. М.: Наука, 1990.
Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие. М.: Наука, 1998.
Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие под ред. А.А. Яблонского. М.: Наука, 1998.

б) дополнительная:

Веретенников В.Г. и др. Теоретическая механика. Вывод и анализ уравнений движения на ЭВМ. М.: Высшая школа, 1990.
Голубев Ю.Ф. Основы теоретической механики: Учебник. М.: Наука, 1992.
Еленев С.А., Шевелева Г.И. Теоретическая механика. Статика: Конспект лекций. М.: Изд-во "Станкин", 1999.
Журавлев В.Ф. Основы теоретической механики: Учебник. М.: Наука, 1997.
Кильчевский Н.А. Курс теоретической механики: Учебное пособие. Т. 1,2. М.: Наука, 1997.
Мартыненко Ю.Г. Аналитическая механика электромеханических систем. М.: Изд-во МЭИ, 1984.
Новожилов И.В., Зацепин М.Ф. Типовые расчеты по теоретической механике на базе ЭВМ: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1986.
Огурцов А.И. Основы аналитической механики: Учебное пособие. М.: Изд-во "Станкин", 1999.
Сборник задач по теоретической механике: Учебное пособие / Под ред. К.С. Колесникова М.: Наука, 1989.

МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Научно-методический совет и авторы программы считают, что для лучшего освоения дисциплины в ее преподавании целесообразно использовать учебные плакаты и лабораторные модели, демонстрирующие основные положения курса.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ ИЗУЧЕНИЯ

ДИСЦИПЛИНЫ

Полный объем данной программы предназначен для вузов, в которых изложение материала рассчитано на 200-220 аудиторных часов (лекций и практических занятий).

В тех случаях, когда индивидуальные особенности вуза не позволяют выделить указанное время на освоение всего курса, отдельные темы могут или совсем не учитываться, или выноситься на самостоятельную работу студентов по решению кафедр теоретической механики.

В вузах, выпускающих специалистов со степенью "Бакалавр техники и технологии", данная программа может использоваться фрагментарно (*). Темы, отмеченные символом (**) (см. пункты 3.8 и 3.9), предназначены только для бакалавров. Изложение материала, предназначенного только для подготовки бакалавров, рассчитано примерно на 130-150 аудиторных часов. Набор необходимых тем, а также требующееся для их освоения время могут регламентироваться с учетом конкретных особенностей вузов.

После текста основной программы приведен перечень некоторых дополнительных тем, которые рекомендуются кафедрам теоретической механики для чтения небольших факультативных курсов.

Программу составили:

Еленев С.А. - профессор МГТУ “Станкин”

Огурцов А.И. - доцент МГТУ “Станкин”

Осадченко Н.В. - доцент МЭИ(ТУ)

Рецензент:

Дубинин В.В. - зав. кафедрой теоретической механики МГТУ им. Баумана

Примерная программа дисциплины

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Цели изадачи дисциплины

Современная действительность требует ускорения научно-технического прогресса, повышения конкурентоспособности выпускаемой продукции, снижения материалоемкости конструкции, повышения производительности, долговечности, надежности машин. Исключительная роль в обеспечении этого процесса принадлежит инженерам, конструкторам, машиностроителям. Значительная роль в формировании облика инженеров широкого профиля отводится дисциплинам общеинженерного цикла и, в частности, дисциплине «Сопротивление материалов». Создавая новую конструкцию, инженер назначает первоначальные размеры ее элементов, проводя прочностные расчеты методами сопротивления материалов. Дальнейший расчет конструкций, как правило, производится с помощью ЭВМ численными методами с использованием пакетов прикладных программ. Однако для анализа достоверности получаемых результатов используется сравнение с результатами расчетов по упрощенным моделям методами сопротивления материалов.

Цель дисциплины «Сопротивление материалов» - обеспечение базы инженерной подготовки, теоретическая и практическая подготовка в области прикладной механики деформируемого твердого тела, развитие инженерного мышления, приобретение знаний, необходимых для изучения последующих дисциплин.

Задачами дисциплины. «Сопротивление материалов» являются овладение теоретическими основами и практическими методами расчетов на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций и машин, необходимыми как при изучении дальнейших дисциплин, так и в практической деятельности бакалавров и дипломированных специалистов, ознакомление с современными подходами к расчету сложных систем, элементами рационального проектирования конструкций.

2. ТРЕБОВАНИЕ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

«Сопротивление материалов» базируется на знаниях, получаемых студентами из курсов математического анализа, физики, теоретической механики, материаловедения. Знания и навыки, получаемые при изучении Дисциплины «Сопротивление материалов», широко используются в курсе «Детали машин» и во многих специальных дисциплинах.

Требования к знаниям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины, связаны с характером направления деятельности специалиста. Условно направления могут быть разделены на два блока:

Блок 1: направления, связанные со строительством, конструированием, технологией изготовления, эксплуатацией сложной и (или) энергоемкой техники. Это направления: 550100 - строительство; 551000 - авиа и ракетостроение; 551400 - наземные транспортные системы; 551800 - технологические машины и оборудование; 552000 - эксплуатация авиационной и космической техники; 552100 - эксплуатация транспортных средств; 552600 - кораблестроение и океанотехника; 552700 - энергомашиностроение; 552900 - технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств; 553300 - прикладная механика; 553600 - нефтегазовое дело; 553700 - технология и оборудование лесозаготовительных и деревообрабатывающих производств, о также соответствующие им направления, подготовки дипломированных специалистов.

Изучившие дисциплину «Сопротивление материалов» должны уметь:

производить расчеты на прочность и жесткость стержней и стержневых систем при растяжении-сжатии, кручении, изгибе и сложном иагружении при статическом и ударном приложении нагрузок, расчеты тонкостенных оболочек вращения по безмоментной теории, расчеты стержней на устойчивость; определять деформации и напряжения в стержневых системах при температурных воздействиях; используя современную вычислительную технику, определять оптимальные параметры системы при изменении одного или нескольких параметров.

Блок 2: технические направления не вошедшие в блок 1. Это направления: 550500 - металлургия; 550600 - горное дело; 550800 - химическая технология и биотехнология; 550900 - теплоэнергетика; 551100 - проектирование и технология электронных средств; 551200 - технология изделий текстильной и легкой промышленности; 551300 - электротехника, электромеханика и электротехнологии; 551500 - приборостроение; 551600 - материаловедение и технология новых материалов; 551700 - электроэнергетика; 552400 - технология продуктов питания; 552500 - радиотехника; 553200 -геология и разведка полезных ископаемых; 553400 - биомедицинская инженерия; 553500 - защита окружающей среды и соответствующие направления подготовки дипломированных специалистов.

Бакалавры и дипломированные специалисты направлений этого блока должны знать принципы и методы расчетов на прочность, жесткость и устойчивость простейших элементов систем при простейших видах нагружения и иметь опыт таких расчетов.

ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Данная программа предназначена для бакалавров и дипломированных специалистов, и охватывает основные разделы дисциплины «Сопротивление материалов» - ядро курса. Она реализуется в форме лекций, практических занятий, лабораторных занятий, курсовых работ, консультаций, в форме самостоятельной работы студентов, заключающейся в проработке материалов лекционного курса, подготовке к лабораторным работам, выполнение домашних заданий и курсовых работ и в научно-исследовательской работе студентов. Программа может быть изменена (дополнена или сокращена, изменена последовательность изложения) применительно к профилю выпускаемой специальности. Право вносить изменения в программу предоставляется кафедрам. При этом необходимо учитывать имеются ли в плане специальности другие прочностные дисциплины и вопросы рассматриваемые в них.

Приведенное ниже распределение часов для направлений следует

рассматривать как примерное. Оно должно подлежать корректировке в соответствии с ГОС для конкретной специальности. Для направления блока 1 целесообразно использовать курс с равномерным распределением нагрузки по двум семестрам. По конкретному учебному плану это 3-4 или 4-5 семестры.

Для направлений блока 2 следует использовать односеместровый курс (3 или 4 семестр).

В таблице приводится минимально необходимое (в числителе) число часов для изучения перечисленного в пунктах 4, 5 материалов и рекомендуемые (в знаменателе) для успешного освоения курса.

При минимальном объеме часов имеет место перегрузка изучаемым материалом лекций и практических занятий. Из лекций приходится исключать выводы отдельных формул и примеры расчетов, а практические занятия превращаются в лекции по решению типовых задач.

Вид учебной работы	Блок 1	Блок 2
	Всего часов	Всего часов
Общая трудоемкость дисциплины	228/330	114/165
Аудиторные занятия	128/190	64/95
Лекции	60/80	30/40
Практические занятия (ПЗ)	60/102	30/51
Лабораторные работы (ЛР)	8/8	4/4
Самостоятельная работа	100/140	50/70
Курсовые работы	2 курсовые работы	1 курсовая работа
Вид итогового контроля	2 экзамена	Экзамен

Blog

Примерные программы Общепрофессиональные дисциплины примерная программа дисциплины природно-техногенные комплексы