Экзаменационные вопросы по сопромату

Экзаменационные вопросы по сопромату

1. Нагрузки, действующие на тело.Активные силы и реакции связей. Виды связей. Условия равновесия плоской и пространственной системы сил. Как определить реакции связей с помощью условий равновесия системы сил? Принцип Сен-Венана. Принцип суперпозиции сил.

2. Модели прочностной надежности элементов конструкций: модели конструкционного материала; модели геометрической формы; модели нагружения; модель предельного состояния разрушения. Знать определение характеристик материала: жесткость, упругость, пластичность, ползучесть, хрупкость, прочность, твердость.

3. Критерии работоспособности деталей машин: прочность, жесткость, устойчивость, вибростойкость, износостойкость и др. По каким параметрам ведется расчет? Запишите в общем виде условия прочности, жесткости, устойчивости, износостойкости.

4. Внутренние силы. Определение внутренних сил. Метод сечений (уметь демонстрировать использование метода при различных видах деформаций). Характеристика внутренних сил при различных видах деформаций. Виды разрушения деталей при различных видах деформации.

5. Механические характеристики материалов.Описать диаграмму растяжения низкоуглеродистой стали при статическом нагружении. Что такое предел пропорциональности, предел текучести, предел прочности, временное сопротивление? Сравнить с диаграммой растяжения хрупких материалов. Сформулировать условия прочности на растяжение и сжатие для пластических и хрупких материалов.

6. Явление наклепа. Упругие и пластические деформации.

7. Прочность. Напряжение как основная характеристика внутренних сил. Напряжения в точке сечения. Средние напряжения по сечению. Гипотеза Бернулли. Общие принципы расчета элементов конструкций по напряжениям: нормальные и касательные напряжения, расчетные напряжения, допускаемые напряжения, коэффициент запаса прочности, факторы, влияющие на выбор коэффициента запаса прочности.

8. Жесткость. Продольная и поперечная деформации при растяжении (сжатии). Закон Гука. Модуль продольной упругости. Коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона). Модуль сдвига, его связь с модулем Юнга. Условие жесткости при различных видах деформации.

9. Геометрические характеристики плоских сечений. Статический момент площади поперечного сечения. Определение координат центра тяжести сечения. Центральные оси.

10. Геометрические характеристики плоских сечений. Моменты инерции плоского сечения: осевой, центробежный, полярный. Что характеризуют? Для чего используются? Какими свойствами обладают? Момент инерции прямоугольного и кругового поперечных сечении. Главные оси и главные моменты инерции.

11. Геометрические характеристики плоских сечений. Моменты сопротивления плоского сечения: осевой, полярный. Что характеризуют? Для чего используются? Момент сопротивления прямоугольного и кругового поперечных сечений.

12. Расчеты на прочность при растяжении и сжатии. Внутренние силы и их эпюры (принцип построения). Определение напряжений в поперечных сечениях бруса. Определение опасного участка (сечения). Условие прочности при растяжении (сжатии) для пластичных и хрупких материалов и задачи, решаемые с его помощью. Выбор оптимального сечения бруса из условия прочности.

13. Расчеты на жесткость при растяжении и сжатии. Определение осевых перемещений поперечных сечений бруса (рисунок). Условие жесткости при растяжении (сжатии) (для постоянной и переменной нагрузки) и задачи, решаемые с его помощью. Выбор оптимального сечения бруса из условия жесткости.

14. Расчеты на прочность при смятии.Понятие контактной (поверхностной) прочности.Распределение напряжений по поверхности смятия для плоской и цилиндрической поверхности. Условие прочности при смятии и задачи, решаемые с его помощью. Детали, работающие на смятие. Условие прочности при смятии детали, установленной на валу.

15. Расчеты на прочность при сдвиге. Внутренние силы и напряжения, возникающие в сечении детали при сдвиге. Распределение напряжений по сечению. Условие прочности при сдвиге. Определение допускаемых напряжений для сдвига. Деформации при сдвиге. Закон Гука для сдвига. Какие детали считаются на сдвиг?

16. Расчеты на прочность при кручении. Внутренние силы и их эпюры (принцип построения). Определение напряжений в поперечных сечениях вала. Распределение напряжений по сечению. Влияние формы сечения вала на его прочность. Условие прочности при кручении и задачи, решаемые с его помощью. Выбор оптимального сечения вала из условия прочности.

17. Расчеты на жесткость при кручении. Определение угловых перемещений и деформаций вала при кручении. Связь между напряжениями и деформациями. Условие жесткости при кручении и задачи, решаемые с его помощью. Выбор оптимального сечения вала из условия жесткости. Полярный момент инерции круга.

18. Общая характеристика деформации изгиба. Понятие о прямом и косом изгибе. Поперечный и чистый изгиб. Внутренние силовые факторы, возникающие при прямом поперечном изгибе. Правило знаков. Напряжения, возникающие при изгибе. Границы применимости гипотезы плоских сечений при изгибе. Понятие нейтральной линии. Дифференциальные зависимости между изгибающим моментом, поперечной силой, интенсивностью распределенной нагрузки.

19. Расчеты на прочность по нормальным напряжениям при прямом поперечном изгибе. Внутренние силовые факторы и напряжения, возникающие при прямом изгибе. Знать правила построения эпюры изгибающих моментов, характерные закономерности ее очертаний. Условие прочности по нормальным напряжениям, задачи, решаемые с его помощью. Нахождение нормальных напряжений в произвольной точке сечения балки. Распределение нормальных напряжений по сечению. Выбор оптимального сечения балки из условия прочности по нормальным напряжениям.

20. Расчеты на прочность по касательным напряжениям при плоском изгибе. Особенности деформации изгиба. Внутренние силовые факторы и напряжения, возникающие при прямом поперечном изгибе. Правила построения эпюры поперечных сил, характерные закономерности ее очертаний. Условие прочности по касательным напряжениям. В каких случаях оно используется? Распределение касательных напряжений по сечению балки при изгибе.

21. Расчеты на жесткость при изгибе. Сущность расчета на жесткость при изгибе. Условие жесткости при изгибе. Дифференциальное уравнение изогнутой оси балки. Определение постоянных интегрирования дифференциальных уравнений для консольной и двухопорной балок.

22. Сложное напряженное состояние. Внутренние силовые факторы и напряжения в поперечном сечении детали при сложном напряженном состоянии. Особенности расчета. Физический смысл эквивалентного напряжения. Гипотезы прочности. Формулы для нахождения эквивалентного напряжения при поперечном изгибе. Использование формул гипотез прочности в задачах изгиба балки.

23. Устойчивость сжатых стержней. Понятие продольного изгиба, причины его возникновения, чем он опасен? Критическая сила и критическое напряжение. Условие устойчивости. Понятие гибкости. Формула Эйлера. Предел применимости формулы Эйлера, предельная гибкость. Эмпирическая формула расчета критических напряжений. Методика решения проектных задач на устойчивость по упрощенной формуле.

Задачи

1. Построить эпюру распределения внутренних сил (напряжений) при деформации растяжения-сжатия, кручения, изгиба.

2. Построить эпюру деформаций при деформации растяжения-сжатия, кручения.

3. Проверить прочность (найти опасное сечение) при деформации растяжения-сжатия, смятия, сдвига, кручения, изгиба.

4. Проверить жесткость (определить величину деформации) при деформации растяжения-сжатия, кручения.

5. Найти минимальное сечение (диаметр) при деформации растяжения-сжатия, смятия, сдвига, кручения, изгиба из условия прочности.

6. Найти минимальное сечение при деформации растяжения-сжатия, кручения из условия жесткости.

7. Проверить стойку на устойчивость.