[ 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 основ теории трения и изнашивания деталей машин, которые необходимы для решения основных проблем современного машиностроения – повышения надежности, коэффициента полезного действия и долговечности машин.1.2. Задачи дисциплины Задачей дисциплины является изучение основ теории трения и изнашивания:
моделирования шероховатости поверхностей;
определения контактных характеристик в стыке шероховатых поверхностей при упругом, вязкоупругом, упругопластичном и пластичном контактах;
роли взаимного влияния микронеровностей;
влияния покрытий на контактные характеристики;
положения о молекулярно-механической теории трения;
определения коэффициентов трения;
расчета интенсивности изнашивания;
методов расчета износа сопряжений.
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 взаимном влиянии неровностей;
- о молекулярно-механической теории трения;
- методы описания шероховатых поверхностей;
- методы расчета контактных характеристик при разных видах контакта;
- алгоритм определения коэффициента трения.
уметь:
- выполнять расчет интенсивности изнашивания и износа сопряжений.
владеть навыками:
- практического применения теоретических знаний;
1.4. Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Для освоения дисциплины «Основы теории трения и изнашивания» аспиранты используют положения дисциплины «Механика контактирования машин» для определения контактных характеристик в стыке шероховатых поверхностей.
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 3 1 год 2 год 1 год 2 год 3 год год годЗЕТ ЗЕТ
3 2 (72) 1 (36) - 3 1 (36) 1 (36) 1 (36) Общая трудоемкость дисциплины 1,3 0,9 (32) 0,3 (12) - 0,6 0,3(10) 0,2(6) 0,2(6) Аудиторные занятия 0,9 0,6(20) 0,3 (10) - 0,5 0,2(8) 0,15(5) 0,15(5) Лекции - - - - - - - - Лабораторные работы (ЛР) 0,4 0,3(12) 0,06 (2) - 0,1 0,06(2) 0,03(1) 0,03(1) Практические занятия (ПЗ) 0,83(30) 0,83(30) 1,7 1,1(40) 0,67(24) - 2,4 0,7(26) 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) п/п Наименование Очная форма Заочная форма раз- разделов дисциплины де- СР СР Лекции ЛР ПЗ Лекции ЛР ПЗ изнашивания.тых поверхностей деталей машин.
поверхностей.
3.2. Содержание разделов и тем лекционного курса раздела 1. Раздел: Введение в теорию трения и изнашивания.
Тема: Введение в теорию трения и изнашивания.
Содержание: Исторические аспекты. Первые законы трения. Работы И.Ньютона, Г.Амонтона, Ш.Кулона. Роль трения в современном обществе. Трибология. Триботехника. Структура трибологии. Основные термины. Основные разделы и направления развития трибологии.
2. Раздел: Методы описания шероховатости.
Тема: Методы описания шероховатости.
Содержание: Схема микрогеометриии поверхности твердого тела.
Макроотклонения, волнистость, шероховатость, субмикрошероховатость. Параметры шероховатости. Методика определения. Опорная Тема: Дискретная модель шероховатости.
Содержание: Формы единичной неровности. Оптимальная форма.
Описание опорной кривой профиля параболой и бета функцией.
Функция распределения неровностей ее определение. Плотность распределения неровностей.
Тема: Модель шероховатости в виде нормального случайного поля.
Содержание: Модель профиля шероховатой поверхности. Корреляционная функция профиля. Виды корреляционных функций. Нормированная корреляционная функция. Особые точки профиля. Числа нулей максимумов, перегибов. Определение параметров нормированной корреляционной функции. Определение параметров шероховатости.
3. Раздел: Контакт отдельной поверхности.
Тема: Контакт отдельной поверхности.
Содержание: Методы нулевого порядка, или прямого поиска. Методы первого порядка. Методы второго порядка. Релаксационная последовательность. Метод спуска. Параметры точности поиска. Слабая и сильная сходимость. Метод градиентного спуска. Исчерпывающий спуск. Метод дробления шага.Алгоритмы методов первого и второго порядка. Алгоритмы прямого поиска.
Тема: Контактирование шероховатых поверхностей.
Содержание: Понятие допущения. Функция и плотность распределения неровностей. Общее усилие при упругом контакте. Сближения поверхностей и площадь контакта при упругом контакте. Насыщенный упругий контакт. Общее усилие при упругопластическом контакте. Сближение и площадь контакта при упругопластическом контакте. Насыщенный упругопластический контакт.
Тема: Контакт шероховатых поверхностей при взаимном влиянии Содержание: Расчетная схема и принятые допущения. Общее нормальное перемещение соприкасающихся точек. Основное уравнение оссимметричной контактной задачи. Площадь контакта единичной неровности. Анализ взаимного влияния неровностей. Контакт шероховатых поверхностей. Параметры эквивалентной шероховатой поверхности.
Тема: Вязкоупругий контакт шероховатых поверхностей.
Содержание: Теория наследованности Больцмана-Вольтерра. Основные уравнения линейной вязкоупругости. Выбор уравнений для описания ядер. Длительный модуль упругости. Изменение относительной площади контакта во времени.
Тема: Плотность стыка при контакте шероховатых поверхностей.
Содержание: Объем межконтактного пространства, приходящийся на одну неровность. Общий объем межконтактного пространства в стыке. Плотность зазоров. Уравнение границы полупространства.
Зависимость плотности зазоров от приложенной нагрузки.
Тема: Контакт шероховатых поверхностей с полимерными покрытиями.
Взаимодействие отдельной неровности с композиционным (слоистым) полупространством. Геометрия контакта. Суперпозиция деформаций. Расчетная схема и модель контакта. Деформации. Площадь контакта. Максимальное давление на площадке контакта. Контакт шероховатых поверхностей.
4. Раздел: Молекулярно-механическая (адгезионно-деформационная) теория трения.
Тема: Молекулярно-механическая (адгезионно-деформационная) теория трения.
Содержание: Деформационная (механическая) составляющая силы трения. Молекулярная составляющая силы трения. Касательные напряжения на границе раздела. Фрикционные параметры. Коэффициент внешнего трения покоя при упругих деформациях. Коэффициент гистерезисных потерь. Экстремум коэффициента внешнего трения.
Коэффициент трения при насыщенном упругом контакте. Пластический ненасыщенный и насыщенный контакт. Коэффициент внешнего трения покоя при пластическом контакте.
Тема: Факторы, влияющие на коэффициент внешнего трения покоя.
Содержание: Контурное давление при упругом и пластическом контактах. Параметры шероховатости поверхности. Механические свойства контактирующих материалов. Температура контактирующих тел.
Тема: Вычисление коэффициента трения.
Содержание: Определение величин необходимых для определения коэффициента трения покоя. Метод определения молекулярной составляющей коэффициента трения и фрикционных параметров. Алгоритм вычисления коэффициента трения.
5. Раздел: Расчет интенсивности изнашивания материалов.
Тема: Расчет интенсивности изнашивания материалов.
Содержание: Общая характеристика процесса изнашивания. Физическая модель износа. Основные расчетные зависимости. Факторы, влияющие на интенсивность изнашивания.
6. Раздел: Методы расчета износа сопряжений.
Тема: Методы расчета износа сопряжений.
Содержание: Исходные закономерности изнашивания материалов.
Износ поверхности и сопряжения. Классификация сопряжений по условиям изнашивания. Исследование условия касания. Расчет износа: направляющие поступательного и вращательного движения; сопряжений с переменными условиями касания. Приработка неточно выполненных и деформированных тел.
Раздел: Расчет на износ с учетом жесткости.
Тема: Расчет на износ с учетом жесткости.
Содержание: Контактная задача для изнашивающихся сопряжений.
Переход статической эпюры давления в динамическую. Жестко связанные сопряжения.
Раздел: Расчет предельных состояний по износу и надежности сопряжений.
Содержание: Максимально допустимые износы. Предельные износы многозвенных механизмов. Показатели надежности. Прогнозирование износа. Влияние износа на выходные параметры машины. Алгоритм расчета машины на надежность.
3.3. Лабораторные работы Учебным планом не предусмотрены.
3.4. Практические занятия 2. Методы описания шероховатых поверхностей деталей машин.
3. Контактирование шероховатых поверхностей.
4. Расчет коэффициентов внешнего трения.
5. Расчет интенсивности изнашивания.
6. Расчет износа сопряжений.
3.5. Самостоятельная работа Целью самостоятельной работы аспирантов является систематизация и закрепление полученных теоретических знаний; углубление, расширение теоретических знаний и практических умений в области основ теории трения и изнашивания; 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 теорию трения и изнашивания.
2. Методы описания шероховатых поверхностей деталей машин.
3. Контактирование шероховатых поверхностей.
4. Расчет коэффициентов внешнего трения.
5.Расчет интенсивности изнашивания.
6. Расчет износа сопряжений.
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Рекомендуемая литература по дисциплине товление и эксплуатация машин : учебник / Д. Н. Гаркунов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : МСХА, 2002. - ектирование затворов трубопроводной арматуры: монография. – Братск: Изд-во БрГУ, 2012. – 145 с.вы расчетов на трение и износ. – М.: Машиностроение, /Под.ред.И.В.Крагельского, В.В.Алисина. М.: Машиностроение, Кн.1. 1978. 400с., Кн. 2. 1979. – 358с.
М.: Машиностроение, 1984. 277с.
бологии. М.: Машиностроение, 1988. 256с.
ях при низких температурах. М.: Машиностроение, рии проектирования уплотнений вневмогидроарматуры летательных аппаратов: Учеб.пос. М.: Изд-во МАИ, ности 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) № (в электронной форме, в том числе электронно-библиотечных на информационДоступность систем и электронных образовательных ресурсов (электронных Пенкин Н. С., Пенкин А. Н., Сербин В. М. Основы http://www.biblioc Полный бесплаттрибологии и триботехники. М.: Машиностроение, lub.ru/book/57073/ ный доступ в 2. Огар П.М. Герметичность металлополимерных сты- http://ecat.brstu.ru/ ков шероховатых поверхностей.2006.pdf catalog/ 3. Огар П.М. Контактирование шероховатых поверх- http://ecat.brstu.ru/ ностей. Фрактальный подход.2007.pdf catalog/ 4. Лоцманенко В.В., Кочегаров Б.Е. Проектирование и http://window.edu. Свободный конструирование (основы): Учебное пособие. – Вла- ru/resource/635/36 доступ 5. Гулиа Н.В, Клоков В.Г., Юрков С.А. Детали машин. http://e.lanbook.co Полный бесИзд-во Лань, 2013. – 416 с m/books/element.p платный досhp?pl1_cid=25&pl туп в 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 _ _
«