microbik.ru
1 2 ... 5 6
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Филиал УГНТУ в г. Салавате

Кафедра «Оборудование предприятий нефтехимии и нефтепереработки»

Механика

Сборник заданий к контрольным работам для студентов заочной формы обучения

Уфа

2012

Предназначен для студентов заочной формы обучения по направлению подготовки: 240100 –«Химическая технология».

Сборник составлен на основе широко известных сборников контрольных заданий для студентов-заочников под редакцией С.М. Тарга и редакцией И.Н. Преображенского.

Приведена в соответствие с требованиями федерального государственного образовательного стандарта рабочая программа, переработаны методические указания и исходные данные задач.

Составитель Насибуллин Р.И., доц.

Рецензенты: Хасанов Р.Г., канд. техн. наук

Трутнев Р.Н., канд. техн. наук, главный специалист

отдела планирования и анализа инвестиций

ОАО «Газпром нефтехим Салават»

© Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2012

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Для изучения курса необходимо иметь соответствующую математическую подготовку. Во всех разделах курса, начиная со статики, широко используется векторная алгебра. Необходимо знать основные операции с векторами: сложение векторов, разложение вектора на составляющие, проекции векторов на координатные оси, скалярное и векторное произведения двух векторов и свойства этих произведений, а также дифференцировать векторы.

Необходимо знать дифференциальное и интегральное исчисление, уметь находить производные функций одного и нескольких переменных, вычислять неопределенные и определенные интегралы, знать методы решения дифференциальных уравнений первого и второго порядка.

При изучении материала курса по учебнику нужно прежде всего уяснить существо каждого излагаемого там вопроса. Главное – это понять изложенное в учебнике, а не "заучить".

Изучать материал рекомендуется по темам (пунктам приводимой ниже программы) или по главам (параграфам) учебника. Целесообразно сначала прочитать весь материал темы, затем надо вернуться к местам, вызвавшим затруднения, и внимательно разобраться в том, что было неясно. Особое внимание обратите на формулировки соответствующих определений, теорем и т.п.; в точных формулировках, как правило, существенно каждое слово и очень полезно понять, почему данное положение сформулировано именно так.

Необходимо также понять ход всех доказательств, разобраться в их деталях. Доказательства надо уметь воспроизводить самостоятельно.

При изучении курса особое внимание следует уделить приобретению навыков решения задач. Для этого, изучив материал данной темы, надо сначала обязательно разобраться в решениях соответствующих задач, которые приводятся в учебнике, обратив особое внимание на методические указания по их решению.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


В программе дается перечень вопросов, которые должны изучаться студентами как основная часть курса. Вопросы, выделенные мелким шрифтом, тоже рекомендуются к изучению.

Раздел 1. Вводные понятия в курсе ''Механика''

Задачи курса. Виды оборудования. Общие требования к машинам и аппаратам химических и нефтехимических производств. Критерии работоспособности.

Раздел 2. Основы теоретической механики

Предмет статики. Основные понятия статики: абсолютно твердое тело, сила, эквивалентные и уравновешенные системы сил, равнодействующая, силы внешние и внутренние. Аксиомы статики. Связи и реакции связей. Основные виды связей: гладкая плоскость или поверхность, гладкая опора, гибкая нить, цилиндрический и сферический шарниры, невесомый стержень; реакции этих связей.

Момент силы относительно точки и оси. Пара сил; момент пары. Свойства пары сил. Понятие о приведении системы сил к заданному центру. Главный вектор и главный момент системы сил. Условия равновесия произвольной системы сил, приложенных к твердому телу. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей.

Условия равновесия плоской системы сил (три формы условий равновесия). Равновесие соединенных тел.

Условия равновесия системы параллельных сил. Центр параллельных сил и тяжести твердого тела, его координаты. Центр тяжести объема, площади и линии. Способы определения положения центров тяжести.

Введение в кинематику. Предмет кинематики. Пространство и время в классической механике. Относительность механического движения. Система отсчета. Задачи кинематики.

Кинематика точки. Векторный способ задания движения точки. Траектория точки. Скорость точки как производная от ее радиуса-вектора по времени. Ускорение точки как производная от вектора скорости по времени. Координатный способ задания движения точки в прямоугольных декартовых координатах. Определение траектории точки. Определение скорости и ускорения точки по их проекциям на координатные оси.

Естественный способ задания движения точки. Оси естественного трехгранника. Определение скорости и ускорения точки: касательное и нормальное ускорения точки.

Поступательное движение твердого тела. Теорема о траекториях, скоростях и ускорениях точек твердого тела при поступательном движении.

Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Уравнение вращательного движения твердого тела. Угловая скорость и угловое ускорение тела. Скорость и ускорение точки твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси. Вектор угловой скорости тела.

Плоскопараллельное движение твердого тела. Плоское движение твердого тела и движение плоской фигуры в ее плоскости. Уравнения движения плоской фигуры. Разложение движения плоской фигуры на поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг полюса. Определение скорости любой точки фигуры как геометрической суммы скорости полюса и скорости этой точки при вращении фигуры вокруг полюса. Теорема о проекциях скоростей двух точек фигуры (тела). Мгновенный центр скоростей. Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей. Теорема об ускорениях точек плоской фигуры.

Сложное (составное) движение точки. Абсолютное и относительное движения точки; переносное движение. Теорема о сложении скоростей. Теорема о сложении ускорений (теорема Кориолиса); кориолисово ускорение и его вычисление.

Введение в динамику. Предмет динамики. Основные понятия и определения: масса, материальная точка, сила. Законы механики Галилея-Ньютона. Инерциальная система отсчета. Задачи динамики.

Динамика точки. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в декартовых координатах. Две основные задачи динамики для материальной точки. Решение первой задачи динамики.

Решение второй задачи динамики. Начальные условия. Постоянные интегрирования и их определение по начальным условиям. Примеры интегрирования дифференциальных уравнений движения точки в случаях силы, зависящей только от времени, только от положения точки и только от скорости.

Введение в динамику механической системы. Механическая система. Классификация сил, действующих на систему: силы активные (задаваемые) и реакции связей; силы внешние и внутренние. Свойства внутренних сил. Масса системы. Центр масс; радиус-вектор и координаты центра масс.

Момент инерции. Момент инерции твердого тела относительно оси; радиус инерции. Теорема о моментах инерции тела относительно параллельных осей. Примеры вычисления моментов инерции: моменты инерции однородного тонкого стержня, тонкого круглого кольца, круглого диска, сплошного круглого цилиндра.

Теорема о движении центра масс. Закон сохранения движения центра масс.

Количество движения материальной точки. Импульс силы. Теорема об изменении количества движения материальной точки. Теорема об изменении количества движения механической системы. Закон сохранения количества движения механической системы.

Теорема об изменении кинетического момента механической системы. Закон сохранения кинетического момента. Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.

Теорема об изменении кинетической энергии. Кинетическая энергия материальной точки. Элементарная работа силы; аналитическое выражение элементарной работы. Работа силы на конечном перемещении точки. Работа силы тяжести, силы упругости, силы приложенной к вращающемуся телу. Мощность. Теорема об изменении кинетической энергии точки.

Кинетическая энергия механической системы. Теорема Кёнига. Кинетическая энергия твердого тела при поступательном движении, при вращении вокруг неподвижной оси и при плоскопараллельном движении тела. Теорема об изменении кинетической энергии механической системы. Понятие о потенциальном силовом поле и потенциальной энергии. закон сохранения механической энергии.

Раздел 3. Сопротивление материалов

Основные задачи сопротивления материалов. Допущения и гипотезы. Метод сечений. Основные виды деформаций. Напряжение. Виды напряженного состояния.

Растяжение и сжатие. Закон Гука. Продольные силы. Построение эпюр продольных сил. Напряжение и деформации при растяжении и сжатии. Влияние температуры. Материалы, применяемые в химическом машиностроении. Диаграмма растяжения пластичных и хрупких материалов. Допускаемое напряжение и коэффициент запаса прочности. Последействие. Ползучесть. Релаксация.

Сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Напряженное состояние и деформации при сдвиге. Заклепочные, шпоночные соединения и сварные соединения. Расчет.

Кручение. Построение эпюр крутящих моментов. Определение напряжений в стержне круглого поперечного сечения. Угол закручивания. Условие прочности и жесткости.

Изгиб. Поперечные силы и изгибающие моменты. Элементы оборудования, работающие на изгиб. Правило знаков для изгибающих моментов и поперечных сил. Построение эпюр. Нормальные напряжения при чистом изгибе. Деформации при изгибе. Расчеты на прочность и жесткость при изгибе.

Сложное сопротивление. Гипотезы прочности. Понятие эквивалентного напряжения при сочетании деформаций изгиба и кручения. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. Циклы напряжений.

Раздел 4. Основы конструирования и расчет основных узлов и деталей хим. машин и аппаратов

Соединение деталей машин и аппаратов. Резьбовые соединения. Элементы и профиль резьбы. Соотношение сил в винтовой паре. Момент сил завинчивания. Расчет резьбовых соединений.

Тонкостенные сосуды. Основные допущения, применяемые в безмоментной теории тонкостенных оболочек. Расчет тонкостенных цилиндрических аппаратов, нагруженных внутренним давлением. Учет гидростатического давления.

Устойчивость элементов конструкций. Понятие об устойчивости и формах равновесия. Устойчивость сжатых стержней. Формула Эйлера.

Устойчивость обечаек и днищ аппаратов, нагруженных внешним давлением. Аппараты высокого давления. Расчет. Учет температурных напряжений.

Валы, оси, их опоры и соединения. Конструктивное оформление валов и осей. Расчет на прочность.

Подшипники скольжения и качения. Классификация. Области применения. Подбор подшипников качения по статической и динамической грузоподъемности.

Передачи вращательного движения. Виды передач. Области их применения. Основные сведения о ременной передаче.

Зубчатые передачи. Виды. Геометрия. Силы в зацеплении. Критерии работоспособности. Кинематика. Передаточное отношение.

Прямозубая цилиндрическая передача. Расчет на контактную выносливость. Расчет зубьев на изгибную выносливость. Выбор допускаемых напряжений.

Компоновка приводов технологических машин и агрегатов. Выбор элементов машин и агрегатов по каталогам.

Машины для измельчения твердых материалов. Схемы основных машин для измельчения. Область применения.

Транспортирующие устройства химических производств. Основные виды (ленточные и винтовые транспортеры, элеваторы).

Оборудование для перемешивания жидких сред.


следующая страница >>