Министерство науки и образования
Кафедра "ИиВТ"
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовой работе
По предмету: Физика
На тему: Прикладная механика
Введение
Техническая механика представляет собой комплексную дисциплину, в которой излагаются основные положения о взаимодействий твердых тел, прочности материалов и методах расчета конструктивных элементов зданий и сооружений на внешние воздействия.
С древних времен строители и архитекторы старались возводить прочные и надежные здания. При этом для определения размеров сооружения и его элементов пользовались эмпирическими правилами. В одних случаях это приводило к авариям, в других же удавалось строить вполне надежные сооружения (сохранившиеся до наших дней египетские пирамиды, римские виадуки и т.д.).
Обычно считают, что наука о прочности материалов возникла в XII в. после выхода книги великого итальянского ученного Г. Галилея "Беседы и математические доказательства двух новых отраслей науки" (1638г.), в которой были заложены основы сопротивления материалов. На протяжений последующих двух веков многие выдающиеся математики, физики и инженеры внесли вклад в развитие теоретических положений науки о прочности материалов: Я. Бернулли было выведено и решено уравнение изогнутой балки при изгибе; Р.Гуком открыт закон о прямой пропорциональности между нагрузкой и перемещением; О Кулоном дано решение по расчету подпорных стен; Л.Эйлером – решение задачи об устойчивости центральносжатых стержней и т.д. Однако эти положения, как правило, носили чисто теоретический характер и не могли быть применены на практике.
В XIX в. в связи с бурным развитием промышленности, транспорта и строительства потребовались новые разработки прочности материалов. Навье и Коши получили полную систему уравнений для решения пространственной задачи изотропного тела; Сен-Венаном решена задача о косом изгибе бруса с произвольной формой поперечного сечения; Клайпероном был разработан метод расчета неразрезных балок при помощи уравнений трех моментов; Брессом – методика расчета двухшарнирных и бесшарнирных арок; Максвеллом и Мором предложен метод определения перемещений и т.д.
Большой вклад в развитие науки внесли и русские ученные. Д.И. Журавскому принадлежит теория расчета мостовых ферм, а также формула для определения касательных напряжений при изгибе балки; А.В. Годолин разработал методы расчета толстостенных цилиндров; Х.С. Головин произвел расчет кривого бруса; Ф.С. Есинский решил задачу по определению критических напряжений при продольном изгибе в неупругой работе материала и т.д.
В XXстолетии роль русских ученных в области расчета строительных конструкций стала ведущей. А.Н. Крыловым, И.Г.Бубновым и П.Ф. Папковичем была создана общая теория расчета конструкций, лежащих на грунтовом основании. В трудах видных ученных С.П. Тимошенко, А.Н. Динника, Н.Н. Давиденкова, С.В. Сересена, В.В. Болотина, В.З. Власова, А.А. Ильюшина, И.М. Рабиновича, А.Р. Ржаницына, А.Ф. Смирнова и многих других были развиты новые направления по созданию удобных методов расчета на прочность, устойчивость и динамические воздействия различных сложных пространственных сооружений.
На современном этапе развития большое внимание уделяется сближению расчетных схем и основных допущений с действительными условиями эксплуатации зданий и сооружений. С этой целью проводятся исследования по выявлению влияния на напряженно-деформированное состояние конструкций изменчивого характера прочностных параметров материала, внешних воздействий, нелинейной связи напряжений и деформаций, больших перемещений и т.д. Разработка соответствующих расчетных методик производится с использованием специальных разделов математики. Все современные методы расчета разрабатываются с использованием специальных разделов математики. Все современные методы расчета разрабатываются с широким применением электронно-вычислительной техники. В настоящее время создано большое число стандартных программ для ЭВМ, позволяющих не только осуществить расчеты различных сооружений, но производить конструирование отдельных элементов и выполнять рабочие чертежи.
Движение является способом существования материи, её основным неотъемлемым свойством.
Под движением в общем смысле понимается не только перемещение тел в пространстве, но и тепловые, химические, электромагнитные и любые другие изменения и процессы, включая наше сознание и мысль.
Механика изучает наиболее простую и легко наблюдаемую форму движения – механическое движение.
Механическим движением называется происходящее с течением времени изменение положения материальных тел относительно положения частиц одного и того же материального тела, т.е. его деформация.
Нельзя, конечно, все многообразие явлений природы свести только к механическому движению и объяснить их на оснований положений одной механики. Механическое движение никоим образом не исчерпывает существа различных форм движения, но оно всегда исследовано раньше всего остального.
В связи с колоссальным развитием науки и техники стало невозможным в одной дисциплине сосредоточить изучение множества вопросов, связанных с механическим движением различного рода материальных тел. Современная механика представляет собой целый комплекс общих и специальных технических дисциплин, посвященных исследованию движения отдельных тел и их систем, проектированию и расчету различных сооружений, механизмов и машин и т.д.
Типовой учебный план
Типовой учебный план – это документ, предназначенный для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровня подготовки выпускных учебных заведений средне специального образования. Он определяет общий перечень дисциплин, и обязательные объемы времени для их реализации, виды и минимальную продолжительность произведенной практики, примерный перечень учебных кабинетов, лабораторий и мастерских. В учебном плане также предусматривается курсовое проектирование не более чем по трем дисциплинам во весь период обучения. Виды производственной практики и их продолжительность определяется в соответствии с типовой учебной практики по заданной специальности. График учебного процесса носит рекомендательный характер и может быть откорректирован учебным заведением при обязательном соблюдении продолжительности теоретического обучения, экзаменационных сессий, а также сроков проведения зимних и завершающих учебный год летних каникул (см. таблицу 1).
ТАБЛИЦА 1
| № п/п | Наименование учебного процесса, учебных дисциплин | Распределение по семестрам | Кол-во контроль-ных ра-бот | Количество часов | Распределение по курсам и семестрам | |||||||
| Все-го | из них | 3 курс | 4 курс | |||||||||
| Экзаменов | Курсо-вых проект | Тео-рет. зан. | Лаб.прак занятия | Курсов. про-ект. | 5 сем 14 нед | 6 сем 12 нед | 7 сем12 нед | 8 сем13 нед | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 4.3 | Прикладная механика | 5 | 2 | 84 | 58 | 26 | 84 | |||||
Из учебного плана видно, что на предмет "Прикладная механика" всего отводится 87 часов. Из них 58– теоретических и 26- практических. Минимальное количество контрольных работ составляет 5 работы. Лабораторных занятий, курсовых, курсового проекта, зачета нет. Предмет "Прикладная механика" изучается на 3 курсе. В 5 семестре обучения 14 недель, в неделю по 6 часов: 14*6=84 часа изучают в 5 семестре. Итого за 5 семестр: 58+26 = 84 часа, полностью изучают этот предмет на 3 курсе.
Тематический план
Тематический план – является частью учебной программы. Учебная программа - это документ, в котором дается характеристика содержания изучаемого материала по годам обучения и разделам (темам). Тематический план состоит из разделов, в которые входят темы. Тематический план распределяет часы по разделам из общего количества часов. В тематическом плане по предмету "Прикладная механика" в разделе "Кинематика" отводится 36 часов.
ТАБЛИЦА 2
| № п/п | Наименование темы | Количество часов | ||
| Всего | Теоретические занятия | ЛПЗ | ||
| Глава 2. Кинематика | 36 | 20 | 16 | |
| 1 | Предмет и основные понятия кинематики | 2 | 2 | |
| 2 | Способы задания движения точки | 2 | 2 | |
| 3 | Понятие скорости точки | 2 | 2 | |
| 4 | Определение скорости точки при естественном способе задания движения | 2 | 2 | |
| 5 | Определение скорости точки по уравнениям её движения в прямоугольных координатах | 2 | 2 | |
| 6 | Понятие ускорения точки | 4 | 2 | 2 |
| 7 | Определение ускорения точки при заданий её движения естественным образом. Касательное и нормальное ускорения | 2 | 2 | |
| 8 | Определение ускорения точки по уравнениям её движения в прямоугольных координатах | 2 | 2 | |
| 9 | Равномерное движение точки | 2 | 2 | |
| 10 | Равномерное переменное движение точки | 2 | 2 | |
| 11 | Поступательное движение | 2 | 2 | |
| 12 | Вращательное движение | 2 | 2 | |
| 13 | Траектории, скорости и ускорения точек вращающегося твердого тела | 2 | 2 | |
| 14 | Частные случаи вращательного движения | 2 | 2 | |
| 15 | Передачи вращательного движения | 2 | 2 | |
| 16 | Контрольная работа | 4 | 4 | |
На изучение раздела "Кинематика" в предмете "Прикладная механика", дается 36 часов. Из них: 20 часов теоретических занятий и 16 часов посвящены практическому изучению.