microbik.ru
1


ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»





Согласовано





Утверждаю

Руководитель ООП

по специальности 130102

декан ГРФ

проф. А.С. Егоров




Зав. кафедрой

механики

проф. В.Г. Гореликов



ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Динамическая теория упругости»

(наименование по рабочему учебному плану)
Специальность: 130102 «Технологии геологической разведки»

Специализации:

«Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых»,

«Сейсморазведка»,

«Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых»

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная
Составитель: доц. М.Ю. Платовских
Санкт-Петербург

2012

Составитель: доц. М.Ю. Платовских

Научный редактор: проф. В.Г. Гореликов
1. Цели и задачи дисциплины:

Основной целью изучения дисциплины “Основы динамической теории упругости” является приобретение студентами знаний и навыков в области оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) материальных тел при расчете элементов конструкций на прочность при динамическом воздействии.

Данная дисциплина является общепрофессиональной и должна рассматриваться как теоретическая база, на основе которой производятся расчеты НДС при проектировании сооружений. Задача дисциплины заключается в том, чтобы будущий специалист мог выполнить инженерные расчеты по определению напряжений и деформаций отдельных элементов и конструкции в целом.
2. Место дисциплины в структуре ООП:

Курс "Динамическая теория упругости" входит в состав базовой части математических и естественнонаучных дисциплин цикла подготовки специалистов по специальности «Прикладная геология» и изучается студентами специализаций «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания» и «Геология нефти и газа» в течение 4 семестра после прохождения курсов «Теоретическая механика», “Механика”.

Для освоения «Динамической теории упругости» обучающийся должен обладать устойчивыми знаниями по физике и математике в рамках школьной программы и изучить перечисленные выше дисциплины.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:

    Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

    ОК-1, ОК-3, ОК-6, ОК-9, ОК-12, ОК-21, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-11, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-25, ПК-25, ПК-26, ПК-27, ПК-28, ПСК-3.1, ПСК-3.3, ПСК-3.6, ПСК-3.7, ПСК-3.8, ПСК-3.10

В результате изучения дисциплины студент должен:

    Знать: знать общие законы механики сплошной среды, касающиеся упругих деформаций; уравнения теории напряжений и деформаций; иметь представление о критериях обеспечения надежности, долговечности и безопасности напряженно-деформированных элементов конструкций и сооружений в условиях динамического нагружения.

    Уметь: ставить и формулировать динамические задачи теории упругости, уметь самостоятельно выбирать методы решения задач теории упругости, определять оптимальные варианты решения, анализировать получаемые результаты решения динамических задач теории упругости.

    Владеть: аналитическими и численными методами решения динамических задач теории упругости, знать особенности решения динамических задач, а также иметь сведения об области их приложения.



4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы.

Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

4










Аудиторные занятия (всего)

68

68










В том числе:
















Лекции

34

34










Практические занятия (ПЗ)

34

0










Семинары (С)

0

0










Лабораторные работы (ЛР)

0

0










Самостоятельная работа (всего)

40

40










В том числе:
















Курсовой проект (работа)

0

0










Расчетно-графические работы

30

30










Реферат

0

0










Другие виды самостоятельной работы:
















Подготовка к лабораторным работам

10

10










Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)




экзамен










Общая трудоемкость час

зач. ед.

144

144










4

4











5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Содержание раздела

1

Введение.

Роль теории упругости и теории волн в геологии и сейсморазведке.

2

Теория напряжений.

Теория напряжений. Основные предпосылки. Силы, действующие на твердое тело. Метод сечений. Условия Коши. Напряженное состояние в данной точке

3

Дифференциальные уравнения равновесия и движения.

Вывод уравнений. Закон взаимности касательных напряжений. Нормальное, касательное и полное напряжения, действующие на произвольно ориентированной площадке. Главные напряжения.

4

Теория деформаций.

Вектор перемещения. Линейная деформация в заданном направлении. Угол сдвига между двумя взаимно перпендикулярными направлениями. Линейная деформация по произвольному направлению.

5

Поверхность деформаций.

Теорема о главных деформациях. Уравнение неразрывности деформаций. Относительная объемная деформация. Чистая деформация и элементарное вращение.

6

Связь между напряжениями и деформациями.

Обобщенный закон Гука. Различные формы закона Гука. Коэффициент объемной деформации.

7

Практические примеры решения плоской задачи в полярных координатах.

Задача о распределений напряжений в крепи интервала скважин как задача Ляме.

8

Динамические уравнения теории упругости в перемещениях.

Потенциальное и вихревое векторное поле. Свободные волны в неограниченной изотропной упругой среде. Отражение волн от свободной границы. Трансформация типов волн.

9

Два типа волн в безграничной упругой среде.

Понятие о групповой и фазовой скорости распространения волны. Дисперсия волн. Распространение волн при возмущениях частного вида. Понятие о фронте волны. Сферические волны в однородной упругой среде


5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п

Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин

№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Прикладная гидрогеохимия

+

+

+

+




+




+

+

2

Гидрогеохимия нефти и газа

+

+

+

+




+




+

+

3

Поиски и разведка подземных вод







+













+




4

Специальная гидрогеохимия






















+

+

5

Теоретические основы прогноза поисков и разведки месторождений нефти и газа







+







+




+




6

Геохимия пород нефтегазовых бассейнов
















+




+





5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п

Наименование раздела дисциплины

Лекции

Прак.

зан.

Лаб.

зан.

Семин.

СРС

Всего

час.

1

Введение. Общие положения теории упругости.

2













30

2

Теория напряжений

2

6







1

9

3

Теория деформаций

2

6







2

10

4

Простейшие задачи теории упругости.

2

8







16

26

5

Динамические задачи теории упругости.

2

6







2

10

6

Уравнения динамической теории упругости.

2










2

4

7

Законы сохранения в динамической теории упругости.

2

4







2

6

8

Решение волновых уравнений.

2










2

4

9

Сферические волны в однородной упругой среде.

2

4







17

23

6. Лабораторный практикум:

№ п/п

№ раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

Трудо-емкость

(час.)

1

2

Исследование плоского напряженного состояния пластины.

6

2

3

Определение коэффициента поперечной деформации.

6

3

4

Исследование прямолинейного стержня в условиях внецентренного сжатия.

8

4

5

Экспериментальное изучение распространения продольных и крутильных волн в прямолинейных стержнях.

6

5

7

Напряженное состояние в трехмерном массиве горных пород.

4

6

9

Распространение упругой волны в полупространстве.

4


7. Практические занятия (семинары): не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература

1. Захаревич А.Ф., Шкадов Р.И., Нагаев Р.Ф., Ветюков М.М. Динамическая теория упругости и ее приложение к сейсморазведке. Учебное пособие. Изд-во ЛГИ, 1988.

2. Горшков Л.К. Основы теории упругости и пластичности в разведочном бурении. Учебное пособие. СПб.: СПГГИ, 1992. –151 с.

3. Горшков Л.К. Основы теории упругости : Методические указания к РГР для студентов специальности 080600. – СПб.: СПГГИ, 1993.

б) дополнительная литература

4. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. – М.: Высшая школа, 1968. –512 с.

5. Тимошенко С.П., Гудвер Дж. Теория упругости. –М: Наука, 1979. –560 с.

6. Рабинович Н.Р. Инженерные задачи механики сплошной среды в бурении. –М.: Недра, 1989. –270 с.

7. Шемякин Е.И. Динамические задачи теории упругости и пластичности. Новосибирский гос. ун-т, 1968
в) программное обеспечение: Microsoft Office, MatLab.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Специализированные аудитории, используемые при проведении лабораторных занятий.

_____________________________________________________________________________

Разработчики:

кафедра механики доц. М.Ю. Платовских