[ 3
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ………………….………………. 4
1.1. Цель дисциплины…………………………………………………………………………. 4
1.2. Задачи дисциплины……………………………………………………………………….. 4
1.3. Требования к уровню освоения дисциплины…………………………………………… 4
1.4. Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности…………………….…… 4 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ДИСЦИПЛИНЫ ПО
ФОРМАМ ОБУЧЕНИЯ И
3.1. Распределение разделов дисциплины по видам учебной работы…………………….. 3.2. Содержание разделов и тем лекционного курса……………………………………….. 3.3. Лабораторные работы……………………………………………………………………. 3.4. Практические занятия……………………………………………………………………. 3.5. Самостоятельная работа…………………………………………………………………. 4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ………………………………………………………………………… 4.1. Рекомендуемая литература по дисциплине……………………………………………... 4.2. Аудио-, видео-, компьютерные средства обеспечения дисциплины………………….. 4.3. Материально-техническое обеспечение дисциплины………………………………….. Приложение 1. Протокол изменений и дополнений в рабочей программе………………...
1. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1.1. Цель дисциплины Целью дисциплины является углубленная подготовка аспирантов и соискателей по научной специальности 05.02.02 – Машиноведение, системы приводов и детали машин с фундаментальными знаниями механики контактного взаимодействия деталей машин, которые необходимы для решения основных проблем современного машиностроения – повышения надежности и снижения металлоемкости машин.1.2. Задачи дисциплины Так как основы надежности закладываются на этапе проектирования, то возникает необходимость высокоточных прочностных расчетов, в том числе при контактировании деталей машин. Поэтому, при подготовке аспирантов и соискателей по научной специальности 05.02. – Машиноведение, системы приводов и детали машин ставится задача изучения механики взаимодействия деталей машин при:
начальном контакте вдоль линии;
начальном контакте вдоль полосы;
пространственном контакте;
упругом, вязкоупругом и упругопластическом контакте;
при наличии покрытий.
1.3. Требования к уровню освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурных компетенций:
- владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
- способность анализировать, синтезировать и практически резюмировать информацию;
профессиональных компетенций:
- знание научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности.
Аспирант, изучивший курс должен знать:
- о классах граничных условий при решении плоских контактных задач;
- о критериях перехода от упругого контакта к упругопластическому;
- о вязкоупругом и упругопластическом контакте;
уметь:
- решать задачи при контактировании деталей машин с покрытиями.
владеть навыками:
- практического применения теоретических положений;
- решения основных интегральных уравнений плоских и осесимметричных контактных задач;
- описания геометрии контакта;
1.4. Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Для освоения дисциплины «Механика контактирования деталей машин» аспиранты используют знания, умения, способы деятельности и установки, сформированные в ходе изучения дисциплин «Сопротивление материалов», в частности разделов «Напряженное и деформированное состояние », «Критерии прочности», «Контактные напряжения», а также дисциплины «Детали машин», в которой изучаются задачи контактирования деталей машин общего назначения.
Полученные навыки будут востребованы при написании диссертационной работы.
2. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ДИСЦИПЛИНЫ ПО ФОРМАМ ОБУЧЕНИЯ
И ВИДАМ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Объем трудоёмкости дисциплины в зачетных единицах (в часах) Распределение по формам и годам обучения Вид учебной работы Очная форма Заочная форма Всего Всего 1 год 2 год 3 год 1 год 2 год 3 год 4 годЗЕТ ЗЕТ
3 2 (72) 1 (36) 3 1 (36) 1 (36) 1 (36) Общая трудоемкость дисциплины 1 0,8 (28) 0,2 (6) - 0,6 0,17(6) 0,17(6) 0,17(6) - Аудиторные занятия 0,5 0,4 (16) 0,1 (3) - 0,3 0,1(3) 0,1(3) 0,1(3) Лекции - - - - - - - - Лабораторные работы (ЛР) 0,4 0,3 (12) 0,1 (3) - 0,3 0,1(3) 0,1(3) 0,1(3) Практические занятия (ПЗ) 0,8(30) 0,8(30) 0,8(30) 2 1,2 (44) 0,8 (30) - 2,4 Самостоятельная работа (СР) Форма итогового контроля зачет3. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Распределение разделов дисциплины по видам учебной работы № Виды учебной работы в зачетных единицах (в часах) Наименование п/п Очная форма Заочная форма разделов дисциплины разСР СР Лекции ЛР ПЗ Лекции ЛР ПЗ дела 1. Введение в дисциплину.2. Перемещения и силы в зоне 3. Нагружение упругого полупространства вдоль прямой.
Действие сосредоточенных нагрузок на упругое полупространство.
Нормальный контакт упругих Особые случаи контактного взаимодействия деталей машин.
3.2. Содержание разделов и тем лекционного курса раздела Раздел: Введение в дисциплину.
Тема: Введение в дисциплину.
Содержание: Основные проблемы современного машиностроения. Роль механики контактного взаимодействия деталей машин. Формирование механики контактного взаимодействия. Работы Г.Герца. Развитие механики контакта в СССР.
Работы Мусхелишвили Н.И., Штаермана И.Я., Галина Л.А., Александрова В.М., Горячевой И.Г., Добычина Н.Н., Дроздова М.С. Примеры контактирования деталей машин.
Раздел: Перемещения и силы в зоне контакта.
Тема: Перемещения и силы в зоне контакта.
Содержание: Относительное движение поверхностей. Усилия, передаваемые через точку. Поверхностные усилия.
Раздел: Нагружение упругого полупространства вдоль прямой.
Тема: Нагружение упругого полупространства вдоль прямой.
Содержание: Упругое полупространство. Сосредоточенные нормальная и касательная силы. Распределенные нормальные и касательные усилия. Граничные условия в перемещениях, задаваемые в области контакта.
Тема: Примеры решения контактных задач при нагружении упругого полупространства вдоль прямой.
Содержание: Затворы трубопроводной арматуры. Предварительное смещение поверхностей. Общее решение контактной задачи. Роль трения в зоне контакта. Напряженнодеформированное состояние в упругом полупространстве.
Контактные задачи с изменяющимися начальными условиями. Дополнительные уравнения. Алгоритм решения.
Раздел: Действие сосредоточенных нагрузок на упругое полупространство.
Тема: Действие сосредоточенных нагрузок на упругое полупространство.
Содержание: Потенциалы Буссинеска и Черрути. Сосредоточенная нормальная сила. Давление, приложенное по круговой области. Равномерное давление. Постоянное нормальное смещение. Давление Герца. Давление по эллиптической области; постоянное напряжение; давление Герца. Сосредоточенная касательная сила.
Раздел: Нормальный контакт упругих тел.
Тема: Площадь контакта круг.
Содержание: Геометрия контактирующих гладких поверхностей несогласованной формы. Теория упругого контакта Герца. Определение радиуса площадки контакта и сближения тел. Напряженное состояние.
Тема: Площадь контакта эллипс.
Содержание: Профили общего вида. Определение параметра формы (эксцентриситета) и размера эллиптической области контакта. Определение сближения контактирующих тел.
Тема: Контакт цилиндрических тел в условиях плоской задачи.
Содержание: Контакт двух цилиндров с параллельными осями. Область контакта – полоса. Расстояние между точками ненагруженных поверхностей, соприкасающихся после приложения нагрузки. Решение интегрального уравнения. Определение ширины контакта.
Тема: Контактная задача теории упругости Штаермана.
Содержание: Постановка задачи. Элементарные перемещения. Основное уравнение оссимметричной контактной задачи.
Общее решение. Определение радиуса площадки контакта и максимального контактного давления. Сравнение с решением Раздел: Особые случаи контактного взаимодействия деталей Тема: Внедрение пластического индентора в упругопластическое полупространство.
Содержание: Упругая и пластическая составляющие упругопластической деформации. Предельное значение упругой деформации. Относительная нагрузка. Площадь контакта.
Среднее напряжение на площадке контакта.
Тема: Вязкоупругий контакт.
Содержание: Теория наследственности Больцмана-Вальтерра.
Основные уравнения линейной вязкоупругости. Ядро и резольвента интегрального уравнения. Выбор уравнений для описания ядер. Мгновенный и длительный модуль упругости.
Изменение площади контакта во времени.
Тема: Напряженно-деформированное состояние слоистого Содержание: Нагружение слоистого полупространства распределенной нагрузкой. Допущения математической модели контакта. Упругогеометрический комплексный параметр. Перемещения центральной точки круговой площадки контакта.
Напряжения по оси симметрии. Взаимодействие сферического индентора с композиционным (слоистым) полупространством. Геометрия контакта. Суперпозиция деформаций. Расчетная схема и модель контакта. Сближение тел. Радиус контакта. Максимальное давление на площадке контакта.
3.3. Лабораторные работы Учебным планом не предусмотрены.
3.4. Практические занятия Плоская контактная задача с начальным касанием Плоская контактная задача с начальным касанием Плоская контактная задача с изменяющимися начальными условиями.
Пространственная контактная задача с равномерным и герцевским давлением на круговой и эллиптический площадке контакта.
Нормальный контакт упругих тел Герца.
Задача о внедрении сферического индентора в упругопластическое полупространство.
Введение сферического индентора в вязкоупругое полупространство.
3.5. Самостоятельная работа Целью самостоятельной работы аспирантов является систематизация и закрепление полученных теоретических знаний; углубление, расширение теоретических знаний и практических умений в области механики контактирования деталей машин; развитие познавательных способностей и активности аспирантов: творческой инициативы, исследовательских умений, самостоятельности, ответственности и организованности.
Самостоятельное изучение всех разделов дисциплины с применением следующих видов самостоятельной работы: подготовка к практическим занятиям; интерактивное участие в процессе аудиторных занятий преподавателя - на лекциях и практических занятиях по дисциплине «Детали машин»; индивидуальные задания поисково-исследовательского характера; взаимодействие с преподавателем вне рамок расписания - на консультациях по учебным вопросам, в ходе творческих контактов при выполнении индивидуальных заданий.
1. Введение в дисциплину.
2. Перемещения и силы в зоне контакта.
3. Нагружение упругого полупространства вдоль прямой.
4. Действие сосредоточенных нагрузок на упругое полупространство.
5. Нормальный контакт упругих тел.
6. Особые случаи контактного взаимодействия деталей машин.
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Рекомендуемая литература по дисциплине 1. Основная литература (учебная и учебно-методическая) проектирование затворов трубопроводной арматуры:монография. – Братск: Изд-во БрГУ, 2012. – 145 с.
вязкоупругости. М.: Наука, 1980.303с.
машиностроении. М.: Машиностроение, 1986. 176с.
ные расчеты упругопластической деформации. М.:
Машиностоение, 1986. 224с.
трибологии. М.: Машиностроение, 1988. 165с.
ниях при низких температурах. М.: Машиностроение, мерности упругопластического контакта в задачах поверхностного пластического упрочнения. М.: Машиностроение -1. 2007. 218 с.
4.2. Аудио-, видео-, компьютерные средства обеспечения дисциплины (обеспеченность библиотечно-информационными ресурсами и иными средствами) систем и электронных образовательных ресурсов (электронных 1. Огар П.М. Герметичность металлополимерных сты- http://ecat.brstu.ru/ Свободный Огар П.М. Контактирование шероховатых поверх- http://ecat.brstu.ru/ Свободный 4.3. Материально-техническое обеспечение дисциплины № Наименование специализированных аудиторий, кабинетов и лабораторий п/п для реализации учебной дисциплины с перечнем основного оборудования Лекционная аудитория Оборудование: интерактивная доска, плазменная панель, ноутбук, проектор, экран.
Специализированная ауд. 3317 (Лаборатория материаловедения и термической обработки):
Автоматический пресс ПОЛИЛАБ С50А Шлифовально-полировальный станок ПОЛИЛАБ П12М Автоматический держатель образцов ПОЛИЛАБ ПГ- Специализированная ауд. 2105 (Научно-учебная лаборатория проблем машиноведения) Установка испытания узлов трения скольжения и трения качения типа ДМ, ДМ28, Машина испытания узлов с гарантированным натягом, резьбовых клемовых соединений;
Рентгеновская трубка СО2, БСВ-22;
Установка для исследования контактных характеристик тяжелонагруженных деталей машин;
Установка АЛА-ТОО ИМАШ для проведения испытаний образцов на выносливость в вакууме и разных средах или при различных температурах;
Установка для исследования герметичности неподвижных и подвижных уплотнений;
Вакуумный пост для определения герметичности соединений;
Разрывная машина с задаваемой программой нагружения образцов;
- Электронно-лучевой микроскоп ЭМ-14.
Специализированная ауд. 2101(Лаборатория технологии конструкционных материалов) Токарно-винторезный станок модели 16А Горизонтально-фрезерный станок модели 6Р82Г Плоско-шлифовальный станок модели 3Е711В Вертикально-сверлильный снанок модели 2Н Специализированная ауд. (Лаборатория основ взаимозаменяемости и технических измерений) Приспособление к оптиметру ИГ-9;
Набор мерительных и контрольных инструментов;
Микроинтерферометр ЛИСИ-4;
Дефектоскоп ДУК-11 ИМ, УД-2-12;
Профилограф и профилометр мод.252;
Протокол изменений и дополнений в рабочей программе В рабочую программу дисциплины вносятся следующие изменения и дополнения:
Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _ от _ 20_ г., протокол №.
Заведующий кафедрой _ _ Внесенные изменения утверждаю:
Декан факультета _ _
«