Сопротивление материалов экзамен

Список вопросов для подготовки к экзамену по курсу «Механика» для студентов инженерно-технологического факультета.

Сопротивление материалов

1.  Задачи учебной дисциплины «Прикладная механика». Роль инженера химика-технолога в создании и безопасной эксплуатации технологического оборудования отрасли.

2.  Реальный объект и его расчетная схема. Идеализация геометрической формы объекта, его материала. Разновидности и идеализация нагрузок. Примеры перехода от реального объекта к его расчетной схеме.

3.  Основные требования, предъявляемые к химическому оборудованию. Экономичность и надежность. Направление повышения экономичности и надежности оборудования. Главные критерии работоспособности химического оборудования.

4.  Стадии проектирования оборудования и их содержание. Три этапа инженерного расчета.

5.  Внутренние силовые факторы поперечных сечениях стержней. Метод сечений. Простые и сложные виды деформаций. Пример построения эпюр внутренних силовых факторов. Определение опасного сечения.

6.  Понятие о напряжениях, деформациях и перемещениях. Пластичные и хрупкие материалы. Предельные и допускаемые напряжения при расчете на прочность. Коэффициент запаса прочности и факторы, учитываемые при его назначении.

7.  Напряжения и деформации при растяжении и сжатии. Коэффициент Пуассона. Закон Гука. Условие прочности при растяжении и сжатии. Расчеты на прочность и жесткость.

8.  Сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Напряжения и условия прочности при срезе и смятии.

9.  Геометрические характеристики плоских сечений: статический момент, момент сопротивления. Формулы для осевых моментов инерции и осевых моментов сопротивления прямоугольника и круга. Формулы для полярных моментов инерции и полярных моментов сопротивления круга и кольца.

10.Кручение. Вывод формулы для касательных напряжений и угла закручивания при кручении. Распределение напряжений по поперечному сечению стержня при кручении.

11.Рациональна форма поперечного сечения стержня при кручении. Условие прочности и жесткости при кручении.

12.Чистый изгиб. Нейтральный слой балки и нейтральная ось сечения. Вывод формулы Навье для нормальных напряжений.

13.Распределение нормальных напряжений по высоте поперечного сечения балки при изгибе. Рациональная форма поперечного сечения. Опасные точки сечения. Условие прочности при изгибе.

14.Перемещения поперечных сечений балки при изгибе: прогибы и углы поворота сечений. Условия жесткости. Дифференциальное уравнение оси изогнутой балки.

15.Уравнения метода начальных параметров для определения углов поворота и прогибов поперечных сечений балки. Учет условий закреплений.

16.Условия прочности оси при всех простых видах сопротивления (деформации). Проверочные, проектные расчеты и расчеты на допускаемую нагрузку.

17.Условия жесткости при растяжении – сжатии, кручении и изгибе.

18.Понятие об устойчивости стержневых элементов оборудования. Вывод формулы Эйлера для критической силы продольно сжатого стержня. Условие устойчивости.

19.Сложное напряженное состояние тела. Закон парности касательных напряжений. Главные площадки и главные напряжения. Виды напряженного состояния тела в точке. Обобщенный закон Гука.

20.Расчеты на прочность при сложном напряженном состоянии. Понятие о теориях прочности. Эквивалентное напряжение. Формулировка и область применения теории прочности.

21.Понятие о сложном сопротивлении. Сущность методики расчета на прочность при сложном сопротивлении. Условие прочности для наиболее распространенных случаев сложного сопротивления.

22.Общие сведения о пластинах и оболочках. Геометрические параметры тонкостенных осесимметричных оболочек. Типовые оболочки, применяемые на практике (на примере корпуса аппарата). Область применения, достоинства и недостатки отдельных видов оболочек.

23.Напряженное состояние тонкостенной осесимметричной оболочки, нагруженной внутренним давлением. Вывод уравнения Лапласа и дополнительного уравнения.

24.Определение напряжений в тонкостенной цилиндрической оболочке при действии внутреннего давления. Расчет на прочность по третьей теории прочности. Вывод формулы для определения толщины стенки. Исполнительная толщина стенки, допускаемое давление.

25.Напряжения в сферических и эллиптических тонкостенных оболочках при действии внутреннего давления. Расчет на прочность по третьей теории прочности. Вывод формул для определения расчетной толщины стенки. Исполнительная толщина стенки, допускаемое давление.

26.Определение напряжения в сферических и эллиптических тонкостенных оболочках при действие внутреннего давления. Расчет на прочность по третей теории прочности. Вывод формул для определения расчетной толщины стенки. Исполнительная толщина стенки, допускаемое давление.

27.Разновидности механических колебаний. Явление резонанса. Расчет вала на виброустойчивость. Критическая скорость вала. Понятие о жестком и гибком валах. Условия виброустойчивости для жесткого и гибкого валов.

28.Механические передачи (МП). Место МП в машине. Понятие о приводе машин и аппаратов. Классификация МП и их основные параметры. Законы передачи мощности и моментов.

29.Зубчатые передачи. Области применения. Достоинства и недостатки. Разновидности. Геометрические параметры зубчатых передач. Кинематика цилиндрических зубчатых передач.

30.Валы и оси. Разновидности. Конструктивные элементы. Критерии работоспособности. Порядок и содержание расчетов вала.

31.Опоры осей и валов. Назначение и разновидности. Подшипники качения. Области применения. Достоинства и недостатки. Конструкции основных типов. Расчет долговечности подшипника качения.

32.Муфты. Назначение. Виды несоосности валов, соединяемых при помощи муфт. Классификация муфт. Конструкции отдельных видов муфт, области их применения, расчеты.

33.Соединения деталей. Общие сведения. Классификация. Области применения, достоинства и недостатки отдельных видов соединений.

34.Сварные соединения. Виды сварки. Классификация сварных швов и соединений на примере корпуса химического аппарата. Коэффициент прочности сварного соединения. Расчет стыковых и угловых швов на прочность.

35.Резьбовые соединения. Общие сведения. Образование и основные параметры резьбы. Классификация резьб и резьбовых соединений. Момент завинчивания. Расчет резьбовых деталей на прочность.

36.Фланцевые соединения. Типовые разновидности и области применения. Герметичность соединения, требования к материалу прокладки. Распределение силы давления среды между болтами и прокладкой. Условие прочности для болтов и прокладок.

37.Взаимосвязь в машиностроении. Основные понятия и определения. Допуски и посадки. Квалитеты. Обозначения допусков и посадок на чертежах. Шероховатость поверхности детали: влияние на работоспособность, параметры, обозначения на чертежах.

Теория механизмов и машин

Структура механизмов

1.Машиностроение как отрасль производства, определяющая производительность и эффективность общественного труда. Роль теории механизмов и машин в создании новых механизмов и машин. Основные проблемы теории механизмов и машин. Значение курса для инженерного образования.

2. Основные понятия теории механизмов и машин. Звено, кинематическая пара, кинематическая цепь, механизм, машина. Классификация машин по функциональному признаку.

3. Структурный анализ механизмов. Задача анализа. Основные понятия и определения. Роль отечественных ученых в развитии учения о структуре механизмов.

4. Классификация кинематических пар. Понятие о кинематических соединениях.

5. Кинематические цепи и механизмы. Их классификация. Структурные формулы плоских и пространственных кинематических цепей и механизмов. Формулы П. Л.Чебышева и Сомова — Малышева.

6. Структурный синтез рычажных механизмов. Структурные группы (группы Ассура). Принцип образования механизмов по Л. В. Ассуру и их классификация.

7. Машина. Классификация машин по функциональному признаку.

Кинематика механизмов

1.Кинематический анализ механизмов. Задачи и методы анализа. Графоаналитический метод (метод планов). План положений механизма.

2. План скоростей плоского рычажного механизма и его изображающие свойства.

3. Определение угловых скоростей звеньев механизма с помощью плана скоростей.

4. План ускорений плоского рычажного механизма и его изображающие свойства.

5. Определение угловых ускорений звеньев механизма с помощью плана ускорений.

Силовой анализ механизмов

1. Задачи силового анализа механизмов. Принцип д´Аламбера, характеристика сил действующих на звенья механизмов.

2. Силы инерции звеньев плоских механизмов.

3. Условие кинетостатической определимости плоских кинематических цепей.

4. Определение реакций в кинематических парах плоского рычажного механизма методом планов сил.

5. Кинетостатика начального звена механизма. Уравновешивающая сила и момент уравновешивающей силы.

Движение механизмов под действием сил

1. Уравнение движения механизма в форме интеграла кинетической энергии. Режимы движения машины.

2. Установившееся движение механизма. Уравнение установившегося движения в форме уравнений работ и мощностей (уравнение энергетического анализа).

3. Коэффициент полезного действия и потерь в машине — основные показатели ее энергоемкости.

4. Коэффициент полезного действия машины при параллельном соединении входящих в ее состав механизмов.

5. Коэффициент полезного действия машины при последовательном соединении входящих в ее состав механизмов.

6. Закон передачи сил и моментов в машине.

Заведующий кафедрой механики Н. А. Марцулевич

Ответственный за курс механики В. В. Федотов