Основные нагрузки, рассматриваемые сопротивлением материалов: растяжение – сжатие

Билеты к курсу «Машиноведение»

 

Билет 1.

История развития «Гидравлики».

Исторически гидравлика является одной из самых древних наук в мире. Археологические исследования показывают, что еще за 5000 лет до нашей эры в Китае, а затем в других странах древнего мира найдены описания устройства различных гидравлических сооружений, представленные в виде рисунков. Естественно, что никаких расчетов этих сооружений не производилось, и все они были построены на основании практических навыков и правил.Первые указания о научном подходе к решению гидравлических задач относятся к 250 году до н.э., когда Архимедом был открыт закон о равновесии тела, погруженного в жидкость. Потом на протяжении 1500 лет особых изменений гидравлика не получала. Наука в то время почти совсем не развивалась, образовался своего рода застой. И только в XVI-XVII веках нашей эры в эпоху Возрождения, или как говорят историки Ренессанса, появились работы Галилея, Леонардо да Винчи, Паскаля, Ньютона, которые положили серьезное основание для дальнейшего совершенствования гидравлики как науки.Однако только основополагающие работы академиков Петербургской академии наук Даниила Бернулли и Леонарда Эйлера живших в XVIII веке, создали прочный фундамент, на котором основывается современная гидравлика. В XIX-XX веках существенный вклад в гидродинамику внес "отец русской авиации" Николай Егорович Жуковский.Роль гидравлики в современном машиностроении трудно переоценить. Любой автомобиль, летательный аппарат, морское судно не обходится без применения гидравлических систем. Добавим сюда строительство плотин, дамб, трубопроводов, каналов, водосливов. На производстве просто не обойтись без гидравлических прессов, способных развивать колоссальные усилия. А вот интересный факт из истории строительства Эйфелевой башни. Перед тем как окончательно установить многотонную металлоконструкцию башни на бетонные основания, ей придали строгое вертикальное положение с помощью четырех гидравлических прессов, установленных под каждую опору.Гидравлика преследует человека повсюду: на работе, дома, на даче, в транспорте. Сама природа подсказала человеку устройство гидравлических систем. Сердце - насос, печень - фильтр, почки - предохранительные клапаны, кровеносные сосуды - трубопроводы, общая длина которых в человеческом организме около 100 000 км. Наше сердце перекачивает за сутки 60 тонн крови.

2. Цель изучения дисциплины «Сопротивления материалов». Основные понятия. Сопротивление материалов – наука об инженерных методах расчета на прочность, жесткость, устойчивость и долговечность элементов машин и сооружений.

Цель сопротивления материалов – определение размеров элементов машин, механизмов, инженерных сооружений. Введем основные понятия, принимаемые при изучении дисциплины. Прочность – это способность конструкции выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь. Жесткость – способность конструкции к деформированию в соответствие с заданным нормативным регламентом. Деформирование – свойство конструкции изменять свои геометрические размеры и форму под действием внешних сил

Устойчивость – свойство конструкции сохранять при действии внешних сил заданную форму равновесия.

Надежность – свойство конструкции выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Ресурс – допустимый срок службы изделия. Указывается в виде общего времени наработки или числа циклов нагружения конструкции.

Отказ – нарушение работоспособности конструкции.

 

 

3. Задачи курса «Детали машин». Курс учебной дисциплины "Детали машин" рассматривает основы расчета и конструирования деталей, узлов и агрегатов, встречающихся в различных машинах и механизмах.
Учебными программами среднего профессионального образования предмет "Детали машин" рассматриваются и изучаются, как раздел учебной дисциплины "Техническая механика", куда входят, также, "Теоретическая механика" и "Сопротивление материалов". В технических и строительных ВУЗах эти предметы изучаются более углубленно и преподаются как самостоятельные учебные дисциплины.

Детали машин должны удовлетворять двум основным условиям: надежности и экономичности. Под экономичностью понимают минимально необходимую стоимость проектирования, изготовления и эксплуатации.

Задачи, решаемые в курсе “Детали машин”:

- прямая - когда производят расчет и конструирование новой детали, узла, машины, увязывая работу и изготовление машины в целом;

- обратная - когда проверяется прочность деталей, узлов и машины, или выясняется допустимая нагрузка спроектированных, изготовляемых деталей, узлов и машины. Обратная задача может носить характер экспертизы.

Не существует абсолютной, полной и завершённой классификации всех существующих деталей машин, т.к. конструкции их многообразны и, к тому же, постоянно разрабатываются новые.

Детали машин и основы конструирования – научная дисциплина, в ко- торой рассматриваются основы расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающиеся в различных механизмах, установках и машинах Целью курса ”Детали машин и основы конструирования ” является изу- чение устройства, принципа работы, расчета и проектирования деталей ма- шин и механизмов общего назначения. Задача курса заключается в том, чтобы, исходя из заданных условий ра- боты деталей и сборочных единиц общего назначения, получить навыки их расчета и конструирования, изучить методы, правила и нормы проектирова- ния, обеспечивающие изготовление надежных и экономичных конструкций.

 

Билет 2.

1. Физические свойства жидкости: плотность, удельный вес, вязкость.

Объектом рассмотрения курса «Гидравлика», является жидкость. Жидкость – это физическое тело, обладающее большой подвижностью частиц и всегда принимающее форму сосуда в котором оно находится. Вода, являясь продуктом питания представляет для нас интерес в трудовой деятельности человека. Основными физическими свойствами жидкость обладает: плотность,удельный вес,вязкость.

Плотностью называют количество массы жидкости, содержащейся в единице объема.

кг/м3

Удельный вес однородной жидкости определяется как отношение веса жидкости (вес силы тяжести) к занимаемому объему :

y=G|V.Н/м3.

y=p*q(ускорение силы тяжести)

Вязкость – это свойство реальной жидкости, заключающейся в том, что при ее движении по поверхности скольжения отдельных слоев (или частиц) жидкости друг по другу возникают силы трения той или другой величины (действующие вдоль поверхности скольжения.)

Ч(сила сопротивления) =м(динамический коэффициент вязкости) *(dv)/dy(Гардиент скорости,представляющий собой изменение скорости в слое толщиной (H/m2)

V=m/p

Основные нагрузки, рассматриваемые сопротивлением материалов: растяжение – сжатие.

Центральным растяжением или сжатием в сопромате называется такой вид деформации, при котором в поперечных сечениях стержня возникает только продольная сила N, а все остальные усилия равны нулю. Продольная сила N - равнодействующая внутренних сил в поперечном сечении стержня. В сопротивлении материалов она определяется из условия равновесия отсеченной части, и численно равна сумме проекций на продольную ось стержня всех внешних сил, расположенных по одну сторону от сечения.

При растяжении продольная сила направлена от сечения и считается положительной. При сжатии она направлена к сечению и считается отрицательной.

Эпюра продольных сил - график величин этих усилий для всех поперечных сечений стержня.

3. Резьбовые соединения. Резьбовыми называются соединения, осуществляемые с помощью деталей, снабжённых резьбой: винты, болты, шпильки и гайки. Винт, свинчиваемый с гайкой, называют болтом.

Достоинства. Они являются самыми распространённым видом разъёмных соединений. Резьбовые соединения имеют сравнительно простую конструкцию и очень удобны как для сборки, так и разборки соединения. Они полностью взаимозаменяемы, выгодны для массового производства и не очень дороги. С их помощью можно образовывать самотормозящие и несамотормозящие, подвижные и неподвижные компактные соединения. К недостаткам этих соединений следует отнести: неравномерность нагружения сопряжённых витков, значительная концентрация напряжений в резьбовых деталей, низкий КПД.

Соединение деталей с помощью резьбы является одним из старейших и наиболее распространенных видов разъемного соединения. Легко и просто обеспечивает сборку и разборку. Резьбовое соединение образуют две детали. У одной из них на наружной, а у другой на внутренней поверхности выполнены расположенные по винтовой поверхности выступы – соответственно наружная и внутренняя резьбы.

Резьбы формируют на цилиндрических или конических поверхностях. Наибольшее распространение имеют цилиндрические резьбы.

Резьбы классифицируют по различным признакам:

По направлению винтовой линии: правая, левая.

По форме профиля: треугольная, трапецеидальная, прямоугольная, круглая, упорная, метрическая, дюймовая.

По расположению на детали: внешняя, внутренняя.

По характеру поверхности: цилиндрическая, коническая.

По назначению: крепежная, крепежно-уплотняющая, ходовая (для передачи движения), специальная (в т. ч.: часовая, на пластмассовых деталях, окулярная, круглая для объективов микроскопов, круглая для светотехники).

По числу заходов: однозаходная, многозаходная

Билет 3.

1. Гидростатика. Определение. Давление в жидкости. Измерение давления.

Гидростатика – это раздел гидравлики в котором изучаются законы покоя или равновесия жидкости, а так же их применение в технике. Одним из главных показателей является гидростатическое давление.

Измерение давления производится монометром.

2. Основные нагрузки: кручение.

Кручение - воздействие на материал пары сил, действующих в плоскости, перпендикулярной к оси стержня т.е. в плоскости поперечного сечения

3. Заклёпочные соединения.

Заклепочные соединения состоят из двух или нескольких листов или деталей, соединяемых в неразъемную конструкцию с помощью заклепок.

Заклепкой называют круглый стержень, имеющий сформированную за­кладную головку 1 на одном конце и формируемую в процессе клепки за­мыкающую головку 2 на другом его конце. При этом детали сильно сжимаются, образуя прочное, неподвижное неразъёмное соединение. Форма и размеры заклепок рег­ламентированы стандартом.

Заклепочным швом называют соединение, осуществляемое группой закле­пок

Билет 4.