Задания по Технической механики для заочного отделения специальность ТЭПС

Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
1 МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯИРКУТСКОЙОБЛАСТИОГОБУСПО «ИРКУТСКИЙТЕХНИКУМТРАНСПОРТАИСТРОИТЕЛЬСТВА» Задания длявыполнениядомашнейконтрольнойработы попредмету« Техническаямеханика » дляспециальности 190623Техническаяэксплуатацияподвижно госоставажелезныхдорог Заочноеотделение Иркутск2014 2 РассмотреноназаседанииДЦК Протокол№___от«____»_________________2014 ПредседательДЦК_______________________ Методическиеуказаниясозданывпомощьстудентамзаочногоотделения .В данномпособииуказаныосновныетребования,предъявляемыекоформлениюив ы полнениюдомашнихконтрольныхработ.Данасправочнаяинформация,задания, списокрекомендуемойлитературы. Организация - разработчик: ОГОБУСПО«Иркутскийтехникумтранспорта и строительства» Разработчик: ТихоноваОксанаЮрьевна,преподавательинформатикии ИКТ,ОГОБУСПО«Иркутскийтехникумтранспортаистроительства» Утвержденаназаседанииметодическогосовета Протокол№______от«____»_______________20_____ Методист __________________________ШулятьеваП.Н. ©ОГОБУСПО«ИТТриС»,2014г. ©ФИОпреподавателя.,ТихоноваОксанаЮрьевна2014г. 3 Оглавление Введение 4 Целиизадачивыполнениядомашнейконтрольнойработы 4 Методическиеуказанияповыполнениюдомашнейко нтрольной работы 4 Оформлениеработы 5 Критерииоценкиработы 5 Темыдлясамостоятельногоизучения 6 Заданиядляконтрольнойработыпоте х ническоймеханике 9 Оформлениеотчетапоконтрольнойработе 1 7 Рекомендуемаялитература 1 8 4 Введение Дан ныеметодическиеуказанияявляютсябазовымидляизученияпредмета « Техническаямеханика »ипредназначеныдлястудентовзаочнойформыобучения специальности190623«Техническаяэксплуатацияподвижногосоставажелезныхд о рог». 1.Целиизадачивыполнениядом ашнейконтрольнойработы Заданиядлявыполнениядомашнейконтрольнойработыпокурсу« Технич е скаямеханика »составленывсоответствиисквалификационнойхарактеристикой специалистовспециальности190623«Техническаяэксплуатацияподвижногосостава железных дорог»и требованиями кобязател ь ному минимумусодержанияиуровню ихподготовки. Учебнымпланомпредусмотрена двеконтрольных работпокурсуданнойди с циплины. Впроцессевыполнениядомашнейконтрольнойработыстудентдолженпр о явитьспособностькса мостоятельнойработеснаучно – техн и ческойлитературой, уметьобобщатьполученныезнания,делатьнаучно - обоснованныевыводы. 2.Методическиеуказанияповыполнениюдомашнейконтрольнойработы Контрольнаяработаявляется одним изосновныхэлементово бучениястуде н товврамкахуказаннойдисциплины ивыполняетсястудентомпослеконсультациис преподавателем.Необх о димуюконсультациюстудентможетполучитьивпроцессе выполненияимконтрольнойраб о ты.Выполненнаяконтрольнаяработаотправляется поадре су664013,г.Иркутск,улицаПавлаКрасильникова,54а, e - mail : tixona 23@ mail . ru или oksi . tihonova @ yandex . ru , непозднее1 апреля2015 года. Допу с каетсяприемнарецензированиедомашнихконтрольныхработ,выполненныхзапр е деламиустановленныхграфикомучеб ногопроцессасроков,втомчислеивпериод сессии.Вэтомслучаевместорецензированиядомашнихконтрольныхработможет проводитьсяихустныйприем(собеседование)непосредственновпер и одсессии. Входевыполнениядомашнейконтрольнойработыстудентыв ыполняют 2 практическихз а дан и я . 5 3.Оформлениеработы Работадолжнабытьвыполненанакомпьютере. Объемработывцеломнедолженпревышать5страницмашинописноготекста, напечатанногошрифтомTimesNewRoman,размер14,с полуторныммеждустро ч ныминтер валом.Длявыд е лениятекстаможноиспользоватьполужирноеначертание иликурсив.Вданныйобъемневключ а ютприложениеисписоклитературы. РаботавыполняетсянабелойбумагеформатаА4(210х297мм)сиспользован и емоднойсторонылиста.Каждаястраницараб отыоформляетсясоследующимип о лями:левоенеменее20мм,нонеболее30мм;верхнее – 20мм;правое – 10мм; нижнее – 20мм.Текстработывыравнив а етсяпоширине. Работадолжнаиметь:титульныйлист,оглавление,текстработы,списоклит е ратуры.Данныйпе реченьтакжеопределяетипоследовательностьрасположенияча с тейработы. (см.оформлениеотчетапоконтрольнойработе). Всестраницыработынумеруются. Допускаетсявыполнениедомашнейконтрольнойработ ы вотдельнойтетради школьногоформата.Наобложкете традидолженбытьпр и клеентитульныйлист. Списоклитературывключаетвсебяпереченьлитературыидругихисточников, которыеи с пользовалисьприподготовкеработы. 4.Критерииоценкиработы Оцениваются:выполнениеработы,использованиесовременныхисточник ов, правильностьоформления. 6 Темыдлясамостоятельногоизучения 1. Материальнаяточка.Сила.Системасил.Равнодействующаясила.Аксиома статики. 2. Системасходящихсясил.Геометрическийианалитическийспособыопредел е нияравнодействующейсилы .Условиеиуравнениеравновесия.Методпроекций. Связииреакции. 3. Парасил,моментпарысил.Моментсилыотносительноточки.Моментсилы относительнооси. 4. Приведениекточкесистемысил.Балочныесистемы.Классификациянагрузок иопор.Понятиеосилетре ния. 5. Центртяжестипростыхгеометрическихфигур.Центртяжестистандартных прокатныхпрофилей. Определениецентратяжестиплоскихфигур. 6. Основныепонятиякинематики.Способызаданиядвижения.Видыдвижения точки.Средняяскорость,ускорение. 7. Различныевид ыдвиженийтвердоготела.Мгновенныйцентрскоростей.Абс о лютнаяскорость. 8. Динамика.Основныепонятияиаксиомыдинамики.Понятиеосилеинерции. ПринципДаламбера.Методкинетостат и ки. 9. Работапостояннойипеременнойсил.Работаимощностьпривращательном движении,КПД.Общиетеоремыдинам и ки. 10. Основныезадачисопротивленияматериалов.Методырасчетанаиболеера с пространенныхэлементовконструкцийнапрочность,жесткостьиустойч и востьпри одновременномудовлетворениитребованийнадежностииэкон о мичности. 11. Деформацииупругиеипластические.Основныегипотезыидопущения.Кла с сификациянагрузокиэлементовконструкции.Силывнешниеивнутренние.Метод сечений:напряжениеполное,нормальное,касательное . 12. Характеристикадеформации.Эпюрыпродольныхсил.Нормал ьноенапряж е ние.Эпюрынормальныхнапряжений.Испытанияматериаловнарастяжениеисж а тиепристатическомнагружении.Напряженияпредельные,допускаемыеирасче т ные.Условиепрочности. 7 13. Срез,основныерасчетныепредпосылки,расчетныеформулы,условиепрочн о сти.Смятие,условностирасчетаформулы,условиепрочности.Допускаемыенапр я жения.Условиепрочности,расчетныеформулы. 14. Чистыйсдвиг.ЗаконГукаприсдвиге.Модульсдвига.Внутренниесиловые факторыприкручении.Эпюрыкрутящихмоментов.Кручениебрусак руглогопоп е речногосечения.Основныегипотезы.Напряжениявпоперечномсечении. 15. Уголзакручивания.Условиепрочности. Определениедиаметравалаизусл о вияпрочностиприкручении. 16. Изгиб,основныепонятияиопределения.Классификациявидовизгиба.Вну т ренн иесиловыефакторы,правилапостроенияэпюр.Эпюрыпоперечныхсилиизг и бающихмоментов.Нормальныенапряженияприизгибе.Условиепрочности.Раци о нальнаяформапоперечныхсеченийбалок.Понятиеизгибавдеталяхиузлахпо д вижногосоставажелезнодорожного транспорта.Линейныеиугл о выеперемещения приизгибе.Расчетнажесткость. 17. Циклынапряжений.Усталостноеразрушение,егопричиныихарактер.Кривая усталости,пределвыносливости.Факторы,влияющиенавеличинупределавыносл и вости.Коэффициентзапаса. 18. Пон ятиеодинамическихнагрузкахвдеталяхиузлахподвижногосоставаж е лезнодорожноготранспорта.Силыинерцииприрасчетенапрочность.Дин а мическое напряжение,динамическийкоэффициент. 19. Критическаясила,критическоенапряжение,гибкость.ФормулаЭйлера.Фо р мулаЯсинского.Категориистержнейвзависимостиотгибк о сти. 20. Машинаимеханизм.Современныенаправлениявразвитиимашиностроения. Основныезадачинаучно - техническогопрогрессавмашиностроении.Треб о вания, предъявляемыекмашинамиихдеталям. 21. Нераз ъемныеиразъемныесоединения,ихдостоинстваинедостатки.Сва р ные,заклепочныеиклеевыесоединения.Соединенияснатягом.Резьбовыесоедин е ния.Классификациярезьбы,основныегеометрическиепараметрырез ь бы.Основные типырезьбы,ихсравнительнаяхар актеристикаиобластьпр и менения.Шпоночныеи шлицевыесоединения.Назначение,достоинстваин е достатки,областьприменения. 8 Классификация,сравнительнаяоценка.Соединениявдеталяхиузлахподвижного составажелезнодорожноготранспорта. 22. Классификацияпе редач.Фрикционныепередачи.Ременныеицепныеперед а чи.Достоинстваинедостатки,областьприменения.Расчет.Зубчатыепередачи.Пр я мозубыеикосозубыецилиндрическиепередачи.Червячныепередачи.Редукторы. Вращающиемоментыимощностинавалах.Передачи иприводыподвижногосост а важелезнодорожноготранспорта. 23. Определениемаксимальноговращающегомоментапомощностинавалу.Валы иоси,ихвиды,назначение,конструкция,материал.Опоры,классификация,конс т рукции,областьприменениявдеталяхиузлахпод вижногосоставажелезнодорожн о готранспорта,условныеобозначения,достоинстваинедоста т ки. 24. Муфты,ихназначениеиклассификация.Устройствоипринципдействияо с новныхтиповмуфт.Методикаподборамуфтиихрасчет.Муфты,применя е мыена подвижномсост авежелезнодорожноготранспорта 9 Заданиядляконтрольнойработыпоте х ническоймеханике Контрольная работа№1 « Определениеравнодействующейплоскойс.с.с.аналит и ческимигеометрическим способ а ми » Порядоквыполненияработы: Поисходн ымданнымвыполнитьследующиерасчеты: 1) Определитьравнодействующуюгеометрическимспособом; 2) Определитьравнодействующуюаналитическимспособом; 3) ОпределитьпроекциивсехсилсистемынаосьОх; 4) ОпределитьпроекциивсехсилсистемынаосьОу; 5) Определитьм одульравнодействующейповеличинепроекции; 6) ОпределитьзначениеугларавнодействующейсосьюОхгеометрическимсп о собом; 7) ОпределитьзначениеугларавнодействующейсосьюОханалитическимспос о бом. Примеррасчета Рис.1 1. Определениеравнодействующейгеом етрическимспособом. Используясвойствавекторнойсуммысилвычерчиваемвекторысилвмасшт а бе2мм1кНпосл е довательнодругзадругом. Равнодействующейвекторсоединяетначалопервоговекторасконцомпосле д негоинаправленемунавстречу. F 1 = 20 кН F 2 = 5 кН F 3 = 10 кН F 4 = 15 кН F 5 = 10 кН α 1 = 0 ° α 2 = 60 ° α 3 = 75 ° α 4 = 150 ° α 5 = 210 ° 10 Спомощьюлин ейкиопределяеммодульравнодействующейсилы,атранспо р тирауголнаклонакеѐоси. F Σгр 16,5кНα Σх 79°. 2. Определениеравнодействующейаналитическимспособом: а) ОпределяемпроекциивсехсилсистемынаосьОх: F 1х = F 1 ·со s 0°20·120кН F 2х = F 2 ·со s 60°5·0,52,5кН F 3х = F 3 ·со s 75°10·0,262,6кН F 4х = - F 4 ·со s 30° - 15·0,866 - 13кН F 5х = - F 5 ·со s 30° - 10·0,866 - 8,66кН Сложивалгебраическиепроекцииполучимпроекциюравнодействующейна осьОх: F Σх = F 1х + F 2х + F 3х + F 4х + F 5х ; F Σх = 20 + 2,5 + 2,6 – 13 – 8,663,44кН. Знакпроекциисоответствуетнаправлениювправо. б) ОпределяемпроекциивсехсилсистемынаосьОу: F 1у = F 1 ·со s 90°20·00 F 2у = F 2 ·со s 30°5·0,8664,33кН F 3у = F 3 ·со s 15° 10·0,9669,66кН F 4у = F 4 ·со s 60°15·0,57,5кН F 5у = - F 5 ·со s 60° - 10·0,5 - 5кН Сложивалгебраическиепроекцииполучимпроекциюравнодействующейна осьОу: F Σу = F 1у + F 2у + F 3у + F 4у + F 5у ; F Σу = 0 + 4,33 + 9,66 + 7,5 – 5 = 16,4 9кН. Знакпроекциисоответствуетнаправлениювверх. в) Определяеммодульравнодействующейповеличинепроекции: ; 11 г) ОпределяемзначениеугларавнодействующейсосьюОх: иопределяем значенияугларавнодействующейсосьюОу : Вывод: равнодействующаяопределенаправильно. 12 Заданиедлявыполнения контрольной работы№1. Параметр Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 F 1 ,кН 8 16 1 8 20 6 4 5 12 12 8 20 4 15 9 11 F 2 ,кН 18 17 10 8 10 12 20 5 17 18 10 15 17 19 7 F 3 ,кН 19 15 16 17 10 10 12 8 20 4 9 12 18 13 6 F 4 ,кН 16 12 4 15 11 12 8 19 10 14 6 16 5 20 19 F 5 ,кН 11 10 15 4 6 9 16 16 19 18 20 8 6 7 17 α 1 ,град 60 0 60 30 45 100 3 0 30 30 360 45 45 90 45 60 α 2 ,град 45 60 30 60 60 120 250 75 45 230 150 270 150 60 0 α 3 ,град 0 120 170 90 210 45 120 150 170 170 330 150 270 90 180 α 4 ,град 170 150 230 210 170 270 180 170 230 270 180 70 300 230 250 α 5 ,град 210 180 210 300 120 300 6 0 360 330 60 170 330 360 210 330 Параметр Вариант 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 F 1 ,кН 12 18 8 15 13 16 9 11 18 20 8 10 15 17 5 F 2 ,кН 16 12 8 19 5 16 8 10 6 17 15 17 18 12 20 F 3 ,кН 10 10 4 10 14 6 9 6 16 17 19 20 4 9 12 F 4 ,кН 11 1 8 6 4 19 7 12 19 4 15 7 17 19 18 11 F 5 ,кН 20 8 4 15 16 10 16 5 10 12 20 12 8 20 6 α 1 ,град 45 90 45 0 0 60 0 45 60 0 30 30 0 30 30 α 2 ,град 0 170 60 70 45 170 60 0 30 30 45 120 30 60 45 α 3 ,град 150 250 150 90 60 230 210 60 120 120 70 170 120 120 150 α 4 ,град 210 70 270 210 210 330 270 210 250 270 210 270 170 180 270 α 5 ,град 270 360 360 270 300 30 330 270 300 330 270 150 300 270 330 13 Контрольная работа№2 « Определениескоростииускоренияточкипозаданнымуравнениямеедвиж е ния » Задание. Поза даннымуравнениямдвиженияточки М установитьвидеетрае к торииидлямоментавремени t = t 1 (с)найтиположениеточкинатраектории,ееск о рость,полное,касательноеинормальноеускорения,атакжерадиускривизнытрае к тории. Необходимыедлярешенияданны еприведенывтаблице2. Примервыполнениязадания. Исходныеданные: x = 4 t ; y = 16 t 2 - 1; (1) t 1 = 0,5 ( х и у - в см, t и t 1 - в с ) . Решение. Уравнениядвижения (1) можнорассматриватькакпараметрические уравн ениятраекторииточки.Чтобыполучитьуравнениятраект о риивкоординатной форме,исключимвремя t изуравнений (1). Получаем у = х 2 - 1 , т.е.траекториейточкиявляетсяпарабола,показаннаяна рисунке . Векторскороститочки . (2) Векторускорения Здесь - ортыосей х и у; ,а х ,а у - проекциискоростииу с коренияточки наосикоординат. Найдемих,дифференцируяповремениуравнениядвиж ения (I): = dx / dt = 4 см/с ; а х = dυ x / dt = 0; =dy/dt = 32t ; а y , = d υ y /dt = 32 см / с 2 . Понайденнымпроекциямопределяютсямодульскорости: (4) 14 имодульускоренияточки: . (5) Модулькасательногоускоренияточки a  = | d  / dt | , (6) или ; (6') ; (6") d  / dt выражаетпроекциюускоренияточкинанаправлениееескорости.Знак «» при d  /dt означает,чтодвижениеточкиускоренное, направления и совпадают;знак « - » чтодвиж е ниезамедленное. Модульнормальногоускор е нияточки а n =  2 /  (7) Еслирадиускривизнытраектории  в рассмат риваемойточкенеизвестен,то а n можно определитьпоформуле a n = . (8) Придвиженииточкивплоскостиформула (8) принимаетвид a n = (8') Модульнормальногоускоренияможноопр е делитьиследующимобр а зом : a n = . (9) П ослетогокакнайденонормальноеускорениепоформулам (8) или (9), радиус кривизнытраекторииврассматриваемойточкеопределяетсяизв ы ражения  =  2 /a n . (10) Результатывычисленийпоформулам(3) - (6), ( 8) и (10) длязаданногомомента времени t 1 = 0,5 с приведенывтаблице1. Таблица 1 15 Коорд и наты, см Скорость, см/с Ускорение, см/с 2 Радиус криви з ны, см х y  x  y  a x a y а a  a n  2 ,0 3,0 4,0 16, 0 16, 5 0 32, 0 32, 0 31, 0 7,8 35,0 Нарисункепоказа ноположениеточкиМвзаданныймоментвремени.Вектор строимпосоставляющим и , причемэтотвектордолженпонаправлениюсо в падатьскасательнойктраектории.Вектор строим посоставляющим и из а темраскладываемнасоставляющие и .Совпадениевеличин а  и а п ,найденных изчертежа,сихзначениями,полученнымианалитически,служитконтролемпр а вильностирешения. 16 Таблица2 Номервариа н та 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Уравнениядвижения t 1 , c x = x(t), c y = y(t), c - 2t 2 + 3 5t 2 + 5t/3 - 3 4cos 2 (  t/3) + 2 - 4t 2 + 1 - cos(  t 2 /3) + 3 4t + 4 2sin(  t/3) - 3 – 9sin(  t 2 /6) 3t 2 + 2 3t 2 – t + 1 7sin(  t 2 /6) + 3 - 3/(t + 2) 8cos 2 (  t/6) + 2 - 4cos(  t/3) 4t 2 + 1 5cos(  t 2 /3) 5sin 2 (  t/6) - 2t – 2 4cos(  t/3) 3t - 6t 7sin 2 (  t/6) – 5 3sin(  t 2 /3) + 1 - 5t 2 + 4 2 + 3t 2 + 1 3 – 3t/2 – 3t 2 7t 2 – 3 4sin (  t/3) – 2 4t 2 – t + 1 2cos(  t 2 /3) - 2 - 5t 3t 2 + t + 3 4sin 2 (  t/3) – 1 - 3t sin(  t 2 /3) – 1 - 4/(t + 1) - 3cos(  t/3) + 4 - 9cos(  t 2 /6) + 5 - 4t 5t 2 – 5t/3 – 2 2 – 7cos(  t 2 /6) 3t + 6 8sin 2 (  t/6) – 7 - 2sin(  t/3) – 3 - 3t - 5sin(  t 2 /3) - 5cos 2 (  t/6) - 3 - 2/(t + 1) - 3s in(  t/3) 4t 2 + 1 - 2t 2 – 4 - 7cos 2 (  t/6) 3 + cos(  t 2 /3) 3t + 1 4 – 5t 2 – 5t/3 2 – 3t – 6t 2 6 t - 1 4cos(  t/3) + 2 t 2 + 1 - 2sin(  t 2 /3) + 3 1 1 1 1 2 1 0,5 1 1,5 1 1 1 0,5 0, 5 1 2 1 1 2 1 2 0.5 2 1 0,5 1 2 0,5 1 17 Оформлениеотчетапоконтрольнойрабо те МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯИРКУТСКОЙОБЛАСТИОГОБУСПО «ИРКУТСКИЙТЕХНИКУМТРАНСПОРТАИСТРОИТЕЛЬСТВА» ОТЧЕТ порасчетно - графическимработам по«Техническоймеханике» Вариант№__ Выполнил(а)студент(ка) Группа_______________ Курс_______ __________ «___»_________201_г. Проверилпреподаватель О.Ю.Тихонова «___»_________201_г. Иркутск,2014 18 Рекомендуемаялитература 1. Е.М.Никитин«Техническаямеханикадлятехникумов»,Москва1998 2.АркушаА.И.Техническаямеханика. Теоретическаямеханикаисопротивление материалов:Учебникдлясреднихучебныхзаведений.6 - еизд.М.:Высшаяшкола, 2005. 3.КуклинН.Г.,КуклинаГ.С.,ЖитковВ.К.Деталимашин.М.:Высшаяшкола, 2007. 4.МархельИ.И.Деталимашин. М.:Инфра - М,2010. Дополнительныеисточники: 1.БрюховецкаяТ.М.Методическоепособие.Техническаямеханика.Расчетмех а ническихпередач:М.:ГОУ«УМЦЖДТ»,2006. 2.ЛукьяновА.М.Сопротивлениематериалов.М.:ГОУ«УМЦЖДТ»,2008. 3.Олофин скаяВ.П.Техническаямеханика:Курслекцийсвариантамипракт и ческихитестовыхзаданий:Учебноепособие/В.П.Олофи н ская.3 - еизд.,испр.М.: Форум,2010. Электронныеобразовательныересурсы: 1.Деталимашин:КОП.М.:УМКМПСРоссии,2003. 2.Сопротивлениематериалов:КОП.М.:УМКМПСРоссии,2002. 3.Электронныйресурс«Техническаямеханика».Форма доступа : technical - mechanics. narod.ru 4. http://proekt - service.com/te hnicheskaya - mehanika 5. http://posters.bitronix.ru/produktsiya/obsheprofessionaljnye - distsipliny/tehnicheskaya - mehanika.html