«Сборник рабочих программ по направлению подготовки магистров 150400 (551800) Технологические машины и оборудование 1 Сборник рабочих программ по направлению подготовки магистров 150400 (551800) Технологические машины и ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Сборник рабочих программ

по направлению подготовки

магистров 150400 (551800)

Технологические машины и оборудование

1 Сборник рабочих программ по направлению подготовки магистров 150400 (551800) Технологические машины и оборудование / Под.

Ред. А.С. Янюшкина. – Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2008.-184с.

В сборнике представлен методический материал по направлению подготовки магистров 150400 (551800) Технологические машины и оборудование по магистерским программам: 551801 Машиноведение и детали машин, 551814 Строительные и дорожные машины, Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструменты, 551809 Подъемно-транспортные машины.

Редакционная коллегия:

Янюшкин А.С., доктор технических наук, профессор Чевская Е.А., канд. технических наук, доцент Жердева С.А.

©ГОУ ВПО «БрГУ»

©Факультет магистерской подготовки

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика направления Современные проблемы науки и производства История и методология науки и производства Компьютерные технологии в науке и производстве Механика деформируемого твердого тела Автоматизация расчетов деталей машин Техника и технология эксперимента Планирование экспериментов и обработка экспериментальных данных Вычислительная механика Методология научного творчества Строительная механика машин Основы теории колебаний и динамики машин Статистическая механика и теория надежности Оптимальное проектирование машин Механика контактирования деталей машин Работоспособность деталей машин Основы теории трения и изнашивания Теоретико-вероятностные методы исследования механических систем Системы автоматизированного проектирования в технологии машиностроения Физические методы исследования металлов и сплавов Методология научного творчества Основы механической и физико-технической обработки материалов Прогрессивные методы и технологии обработки материалов Микроконтактные процессы при резании металлов Надежность и диагностика технологических систем Автоматизированные линии, оборудование, ГПС Управление качеством в машиностроении Проектирование оснастки инструмента и инструментального обеспечения Защита интеллектуальной собственности Основы механики деформируемого тела Приводы и системы управления Взаимодействие рабочего органа подъемно-транспортных машин с объектом переработки Птм и их технологические процессы Автоматизированные системы, используемые в проектировании строительных машин Проектирование и расчет металлоконструкций строительных машин, подверженных воздействию нагрузок различного характера в условиях значительного изменения температурных условий Основы автоматизированного моделирования объемных гидроприводов строительных и дорожных машин Проектирование силовых гидроприводов строительных и дорожных машин Комплексная механизация строительства Основы работоспособности и надежности технологических систем Технологическое оборудование для производства и отделки Вибропроцессы и вибромашины в строительстве

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАПРАВЛЕНИЯ

150400 (551800) – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

И ОБОРУДОВАНИЕ

Направление утверждено приказом Министерства образования Российской Федерации №686 от 02.03.2000 г.

Степень (квалификация) выпускника - магистр техники и технологии.

Магистр в соответствии со своей профессиональной подготовкой должен уметь решать следующие задачи:

- разработка оптимальных технологий изготовления изделий;

- организация и эффективное осуществление контроля качества материалов, технологических процессов, готовой продукции;

- эффективное использование материалов, оборудования, алгоритмов и программ выбора и расчетов параметров технологических процессов;

- осуществление метрологической поверки основных средств измерения показателей качества выпускаемой продукции;

- стандартизация и сертификация выпускаемых изделий и технологических процессов;

- организация работы коллектива исполнителей, принятие управленческих решений в условиях различных мнений;

- нахождение компромисса между различными требованиями (стоимости, качества, безопасности и сроков исполнения) как при долгосрочном, так и при краткосрочном планировании и определении оптимальных решений;

- оценка производственных и непроизводственных затрат на обеспечение требуемого качества продукции;

- диагностика состояния и динамики объектов деятельности (технологических процессов, оборудования и средств управления) с использованием необходимых методов и средств анализа;

- создание математических и физических моделей процессов и оборудования;

- планирование эксперимента и использование методик математической обработки результатов;

- использование информационных технологий при разработке новых изделий машиностроения.

Магистр должен знать:

- постановления, распоряжения, приказы вышестоящих и других органов;

- методические, нормативные и руководящие материалы, касающиеся выполняемой работы;

- перспективы технического развития и особенности деятельности учреждения, организации, предприятия;

- методы исследования, правила и условия выполнения работ;

- основные требования, предъявляемые к технической документации, материалам, изделиям;

- методы проведения технических расчетов и определения экономической эффективности исследований и разработок;

- достижения науки и техники, передовой и зарубежный опыт в области знаний, способствующих развитию творческой инициативы в сфере организации производства, труда и управления;

- основы трудового законодательства и гражданского права;

- правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

Магистр подготовлен к деятельности, требующей углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки, в том числе к научно-исследовательской работе, а при условии освоения соответствующей образовательно-профессиональной программы педагогического профиля - к педагогической деятельности.

Возможности продолжения образования Магистр подготовлен к обучению в аспирантуре преимущественно по научным специальностям:

05.02.08 Технология машиностроения;

05.02.13 Машины и агрегаты (легкой промышленности);

05.03.01 Технологии и оборудование механической и физикотехнической обработки;

05.03.05 Технологии и машины обработки давлением;

05.03.06 Технологии и машины сварочного производства;

05.05.06 Горные машины;

05.16.05 Обработка металлов давлением;

05.20.01 Технология и средства механизации сельского хозяйства;

05.21.01 Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.

Проблемное поле подготовки магистра по магистерским программам:

551801 – Машиноведение и детали машин: технические устройства - машины и их элементы, конструкции технических устройств в целом, их узлы и детали, этапы их проектирования, изготовления, эксплуатации и утилизации; закономерности и условия, определяющие необходимую работоспособность машин и их элементов, оптимальные конструктивные решения и режимы эксплуатации механических устройств.

551803 – Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструменты: операционные технологии получения заготовок и изготовления деталей методами резания, электроэрозионными и электрохимическими методами, потоками высокоэнергетических частиц, а также станки и инструменты, используемые при реализации этих технологий; физические процессы, лежащие в основе обработки этими методами, режимы обработки, технологическая оснастка, а также элементы или параметры методов обработки; конструкция, технико-экономические показатели работы станков и инструментов.

551807 – Технологические процессы, машины и оборудование лесного комплекса: технологические процессы и операции, их параметры и структура в лесозаготовительном производстве; машины, оборудование, детали, узлы, агрегаты на лесозаготовках и в водном транспорте леса; технологическая оснастка и инструмент; лесозаготовительные и лесосплавные предприятия; структура, характеристики лесозаготовительных процессов; долговечность и надежность деталей, узлов, агрегатов и машин лесозаготовительного комплекса; кинематика и динамика лесных машин; технологии эксплуатации и ремонта оборудования; экологические проблемы использования лесной техники.

551809 – Подъемно-транспортные машины: подъемно - транспортные машины и транспортно-складские системы и реализуемые ими технологические процессы, свойства машин и их элементов, влияющие на показатели их качества. Методы выбора, проектирования и расчета по различным критериям работоспособности технологических систем машин и их элементов. Проблемы взаимодействия рабочих органов машины с объектом переработки, а также оптимизация технологических процессов, обеспечиваемых данными машинами.

551814 – Строительные и дорожные машины: строительные и дорожные машины и реализуемые ими технологические процессы, характеристики строительных и дорожных машин, влияющие на показатели качества их работы. Методы выбора, проектирования и расчета по различным критериям технологических систем машин, обеспечивающих заданные функциональные параметры, характеристики надежности и минимизацию затрат на их создание и эксплуатацию. Проблемы взаимодействия рабочих органов строительных и дорожных машин с объектом переработки; оптимизация технологических процессов, обеспечиваемых данными машинами.

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА

Цель дисциплины Целью дисциплины является приобретение будущими магистрами техники и технологии навыков и знаний современных проблем в области технологии машиностроения, которые необходимы в условиях открытой рыночной экономики и жесткой конкурентной борьбы машиностроительных предприятий, выпускающих технологические машины и оборудование.

Задачи дисциплины Технология машиностроения, является прикладной наукой, вызванной к жизни потребностями промышленности, которая призвана разрабатывать теорию обеспечения качества изделий при наименьшей себестоимости их изготовления.

При подготовке магистров по данной дисциплине ставятся задачи знаний современных проблем и перспективных направлений научнотехнических исследований в области технологии машиностроения, связанные с:

- новыми технологиями в машиностроении;

- технологическим обеспечением и повышением качества изделий машиностроения;

- технологическим повышением производительности и снижения себестоимости изделий;

- технологическим формированием поверхностных слоев деталей машин различными методами: легирования, имплантации и нанесения покрытий;

- объединением проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта изделий машиностроения в единый технологический процесс;

- технологическим обеспечением эксплуатационных свойств деталей машин и их соединений;

- технологической наследственностью от получения материала до эксплуатации машин;

- новыми методами научных исследований в технологии машиностроения.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Для успешного решения задач, связанных с обеспечением качества изделий машиностроения будущий магистр техники и технологии обязан овладеть:

- знаниями о технологической составляющей жизненного цикла изделий машиностроения;

- знаниями эксплуатационных свойств деталей машин и показателей качества изделий машиностроения;

- методами технологического обеспечения точности изделий машиностроения;

- современными методами технологического обеспечения эксплуатационных свойств деталей машин;

- современными методами технологического повышения долговечности изделий машиностроения;

- знаниями о технологической наследственностью как базы обеспеченности качества машиностроительных изделий;

- современными методами научных исследований в области технологии машиностроения;

- алгоритмами создания наукоемких конкурентоспособных технологий в машиностроении.

Связь дисциплины с другими дисциплинами Для изучения дисциплины «Современные проблемы науки и производства» необходимо знание дисциплины «Технология машиностроения». Изучаемая дисциплина связана с дисциплиной «История методология науки и производства», которая изучает этапы развития технологии машиностроения.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Жизненный цикл изделий машиностроения, их функциональное назначение. Технологическая структура изделий машиностроения. Жизненный цикл машиностроительного изделия. Технологичность конструкции изделия. Конструкторская и технологическая подготовка производства. Технологический процесс (ТП): операция, переход, рабочий ход, позиция. Классификация ТП. Функциональное назначение изделий машиностроения. Требования к назначению машины и современные методы их обеспечения. Производительность.

Уровень автоматизации. Технологичность. Безотказность и долговечность. Управление. Безопасность работы. Дизайн машин.

Тема 2. Эксплуатационные свойства деталей машин и качество изделий машиностроения. Эксплуатационные свойства деталей и их соединений. Статическая и усталостная прочность. Контактная прочность. Коррозионная стойкость. Контактная жесткость. Герметичность. Износостойкость. Прочность соединений с натягом. Электроконтактное сопротивление. Термоконтактное сопротивление. Качество изделий машиностроения и его показатели. Надежность. Безотказность. Долговечность ремонтопригодность. Сохраняем ость. Эргономические показатели. Эксплуатационные расходы. Трудоемкость.

Энергоемкость. Блочность. Унификация. Методы определения показателей качества.

Тема 3. Технологическое обеспечение точности изделий машиностроения. Современное понятие о точности. Конструкторские и технологические допуски. Функционирование технологической системы – станок – заготовка – инструмент – оснастка. Размерный анализ. Экономическая составляющая достижения заданной точности. Метрологический аспект точности. Точность заготовок. Технологический маршрут и расчет припусков. Погрешность установки. Погрешность базирования. Погрешность закрепления. Погрешность вызываемая применение приспособлений. Погрешности: из-за упругого деформирования:

из-за износа режущего инструмента; настройки; состояния металлорежущего оборудования и геометрической точности; теплового воздействия. Суммирование элементарных погрешностей.

Тема 4. Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей машин. Факторы влияющие на образование шероховатости. Взаимосвязь параметров шероховатости деталей и режимов при лезвийной обработке. Взаимосвязь параметров шероховатости с условиями: абразивной обработки; отделочно-упрочняющей обработки поверхностным пластическим деформированием. При электрофизических и электрохимических методах обработки.

Тема 5. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. Изменение качества поверхностного слоя деталей при эксплуатации. Изменение шероховатости поверхности при пластическом деформировании; при изнашивании. Формирование равновесной шероховатости. Связь долговечности поверхности трения с исходной шероховатостью. Изменение физико-механических свойств поверхностного слоя. Технологическое обеспечение эксплуатационных деталей машин и их соединений.

Тема 6. Технологическое повышение долговечности изделий машиностроения. Обработка пластическим деформированием. Выглаживание. Виброобратка. Ионная имплантация. Азотирование. Лазерная обработка. Покрытия. Никелирование. Борирование. Оксидирование и фосфатирование. Лакопрочные покрытия. Покрытия пластмассами.

Тема 7. Технологическая наследственность как база обеспечения качества машиностроительных изделий. Технологическое наследование. Закономерности технологического наследования. Графы технологических наследований. Качественные и количественные связи технологического наследования. Коэффициенты качественного изменения свойств.

Тема 8. Методы научных исследований в технологии машиностроения. Теоретические, теоретико-экспериментальные и экспериментальные исследования. Дисперсионный анализ. Корреляционнорегрессионный анализ. Метод планирования экстремальных экспериментов. Метод нейросетевого моделирования. Архитектура многослойного нейронной сети. Алгоритм проведения исследований на нейросетевой модели. Определение условий обработки. Автоматизированные системы научных исследований в технологии машиностроения.

Тема 9. Создание новых технологических методов обработки деталей машин. Научные основы совершенствования технологических методов обработки деталей машин. Процесс обработки заготовки на технологической операции. Структурная схема воздействия различных факторов на заготовку. Научные основы создания новых технологических методов обработки и изготовления деталей машин. Модель системы технологических преобразований. Этапы жизненного цикла технологий. Основные характеристики прогрессивных технологий нового поколения. Наукоемкие конкурентоспособные технологии в машиностроении. Поэтапная разработка новых технологических процессов.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ А.М. Дальский, А.Г. Суслов, А.Г. Косилова и др.; Под ред. А.М. Дальского.- 5-е изд., испр..- М.: Машиностроение Т.1,2- 2003. с.

2. Колесов И.Н. Основы технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 2001. - 586с.

3. Суслов А.Г., Дальский А.М. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. - 684с.

Дополнительная литература:

4. Машиностроение: Энциклопедия в 40-х т.Т.3-4/ Под ред. К.В.

Фролова.- М.: Машиностроение Т.3-4: Технология производства машин: Технология сварки, пайки и резки. - 2006. - 768с.

5. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1985. - 496с.

6. Рыжов Э.В. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Киев: Наукова думка, 1989. - 222с.

7. Смелянский В.М. Механика упрочнения поверхностного слоя деталей машин в технологических процессах поверхностного пластического деформирования. М.: Машмир, 1992. - 60с.

ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ НАУКИ И ПРОИЗВОДСТВА

Составил к.т.н., доцент Ю.Н. Стебеньков Цель дисциплины История и методология науки не может рассматриваться только в области технологии машиностроения. В технологии машиностроения этот вопрос может быть рассмотрен только на общем фоне и ретроспективе развития науки и техники во всех областях деятельности человека. На пороге третьего тысячелетия происходит становление новой, постнеклассической науки, интегрирующей в себе достижения высокоматематизированного естествознания с эвристическим потенциалом древних традиций культур Востока и Запада; стремительно входит в жизнь био- и психотехнологии; миниатюризация, начало которой положили информационные технологии, легла в основу нанотехнологий; начали свой марш психологическая, информационная, дигитальная (цифровая) революции.

Но не всегда достижения наук идут на пользу человечеству, и если у человечества не хватит ума, страсти и воли остановить безумие рвущих свой кусок ''золотых ста тысяч'' и предотвратить экологическую, энергетическую и прочие катастрофы, то космический корабль по имени Земля будет лететь и с мёртвой командой на борту.

Чтобы понять ситуацию, в которой человечество оказалось сегодня, необходимо знать узловые моменты истории науки и техники.

Здесь ''работает'' философский принцип: ''чтобы понять какое-нибудь явление, нужно знать его генезис и историю развития''.

Задачи дисциплины В данной дисциплине излагаются принципиальные, узловые моменты истории науки и техники на основе сочетания социальноэкономического и социально-культурного подходов. В ней используются всё позитивное, накопленное в отечественных и зарубежных историко-технических исследованиях, в философии и методологии науки и техники, а также результаты исторических исследований в области машиностроительных наук.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате изучения курса истории и методологии науки в области технологии машиностроения магистранты в первую очередь должны осознать ответственность учёных за жизнь на Земле, понять, что их деятельность должна быть сознательно ограничена возможностями нашей среды обитания.

С практической точки зрения при изучении данной дисциплины магистрант должен выполнить первую главу своей дальнейшей исследовательской работы на базе обзора и анализ состояния вопроса его исследования.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина дает магистрантам основы базовых технологических дисциплин: «Технология машиностроения», «Проектирование и производство заготовок», «Проектирование инструмента, оборудование автоматизированных производств» и др.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Основные понятия и термины истории науки и техники.

Дефиниции науки, научной парадигмы, техники, технологии, техносферы, технических наук. Всеобщий характер науки и техники.

Тема 2. Модели взаимодействия науки и техники. Линейная модель. Эволюционная модель. Модель ориентации науки на технику.

Модель науки как основы техники. Модель автономии и единства науки и техники.

Тема 3. Вклад народов мира в развитие науки и техники. ''Европейская'' и ''восточная'' науки. Основные вехи в истории науки и техники. Фундаментальные изменения в истории человечества. Стадии развития естествознания. Техника в исторической ретроспективе.

Тема 4. Закономерности и противоречия. Закономерности и противоречия в развитии науки и техники. Законы-тенденции в развитии естествознания. Законы строения и развития техники. Противоречия в развитии науки и технологи.

Тема 5. Происхождение современной науки. Феномен техногенной цивилизации. Эффект ''раскованного'' Прометея. Возникновение экспериментально-математической науки: сравнительный анализ.

Концепция Дж. Нидэма. Роль взаимосвязи и взаимодействия культур Европы и Востока в генезисе современной науки. Ренессансные основания современной науки. Неоплатонизм. Механистическая картина мира. Интеграция теории и практики. Значимость историко-научного сознания эпохи ренессанса. Искусство мнемоники и рождение научного метода. Идеалы и нормы современной науки.

Тема 6. Промышленная революция. Уникальность промышленной революции в Западной Европе. Этапы промышленной революции.

Промышленная революция в Англии. Аграрная революция. Демографический подъём. Рост финансового капитала. Техника как необходимое условие промышленной революции. Торговая революция. Промышленная революция на европейском континенте. Аграрная революция. Рост населения. Революция в средствах коммуникации. Промышленная революция во Франции, Германии, России. Формирование индустриальной цивилизации.

Тема 7. Научная революция на рубеже 19-20 вв. и научнотехническая революция 20-го века. Революционные открытия в различных областях естествознания и ломка старых представлений о мире на рубеже 19-20 столетий. Эволюционные идеи в естествознании: биология, астрономия и геология. Открытия в математике – условие научной революции конца 19 - начала 20 вв. революция в области физики и её фазы. Теория относительности и квантовая механика. Научнотехническая революция; ее сущность и основные направления. Компьютерная революция.

Тема 8. Техника 20-го столетия. Взаимосвязь науки и техники в 20-м веке. Машиностроение. Двигатель внутреннего сгорания и автомобиль. Авиация и аэродинамика. Реактивные самолёты и ракеты, радио и телевидение, лазеры. Электронновычислительные машины. Наука и военная техника. Атомная и водородная бомбы. Новые виды оружия. Космическое оружие. Стратегическая оборонная инициатива.

Пучковое оружие. Истребитель Су-35. Противозенитный ракетный комплекс ''Игла''. Динамическая защита отечественных танков. Стратегическая система ракетно-ядерных сил морского базирования ''Тайфун''. Подводная лодка ''Чёрная дыра в океане''. Психотропное оружие.

Тема 9. Наука и технология в конце 20-го века..Наука и технология как причины глобальных проблем и средство их решения. Революция в биологии. Генная инженерия и биотехнология. Нанотехнология.

Синергетика как новое мироведение. На пороге психологической революции. Психотехнологии. Этические аспекты новых технологий.

Научная и техническая деятельность общества в современной картине мира. Концепция космической антропоэкологии. Цифровая революция. Наука на пороге 21-го века: становление новой формы научного знания, интеграция с древневосточной мудростью.

Тема 10. Прогноз развития науки и техники. Чудо воображения – прогностика в науке и технике. Фантазия, наука и техника. Мир Леонардо да Винчи. Неофобия – боязнь непризнания открытий в науке и технике. Мегатенденции развития науки и техники. Негативные стороны использования достижений науки и техники. Утопический характер ряда предполагаемых научных открытий технических изобретений.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Поликарпов В.С. История науки и техники. Ростов-на-Дону:

Феникс, 1999.– 2. Колесов И.Н. Основы технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 2001. 586с.

3. Степин В.С. Философия науки. Общие проблемы: учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук/ В.С.Степин.- М.: Гардарики, 2007.- 384с.

Дополнительная литература:

4. Добров Г.М. Наука о науке: начало науковедения.- Киев:

Наука, 1989. – 125с.

5. Карпов М.М. Основные закономерности развития естествознания. – Ростов-на-Дону: 1963 – 144с.

6. Стёпин В.С., Горохов В.Г., Розов М.А. Философия науки и техники. – М.: Высшая школа, 1995. – 243с.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НАУКЕ

И ПРОИЗВОДСТВЕ

Составил старший преподаватель А.А. Трофимов А.А.

Цель дисциплины Цель дисциплины состоит в изучении основ использования компьютерных технологий при решении инженерных и научных задач на ЭВМ с использование современных коммуникационных технологий при проектировании, конструировании технологических машин и оборудования, принципы построения, функциональные возможности и особенности организации информационного, технического, математического и программного обеспечения, состав и функциональные возможности пакетов прикладных программ и специального программного обеспечения, овладении основными методами использования современных компьютерных технологий при решении инженерных научных и образовательных задач.

Задачи дисциплины При преподавании дисциплины, для раскрытия ее конкретного содержания необходимо выполнение следующих задач:

- ознакомить с принципами построения, функциональными возможностями и особенностями организации информационного, технического и программного обеспечения, используемого при решении инженерных, научных и образовательных задач;

- ознакомить с составом и функциональными возможностями пакетов прикладных программ, необходимых при решении инженерных, научных и образовательных задач;

- ознакомить с конкретными методиками и комплексными мероприятиями, осуществляемыми в процессе поиска, отбора и анализа информации;

- ознакомить с принципами построения и функциями основных типов сетей;

- дать основные практические навыки, необходимые при проведении работ по оформлению документации с использованием ПК.

Требования к уровню усвоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате изучения дисциплины "Компьютерные технологии в науке и производстве" магистр должен владеть навыками самостоятельной научно-исследовательской, научно-педагогической деятельности в области проведения поиска и отбора информации с использование современных компьютерных технологий и знать:

- классификацию ЭВМ и критерии выбора типа и конфигурации ЭВМ, включая периферию, для решения конкретных задач;

- топологию основных типов компьютерных сетей;

- современные виды защиты электронной интеллектуальной собственности в нашей стране и за рубежом;

- протоколы обмена информацией в сетях различных типов - методику работы с основными сервисами Internet и Ethernet;

- источники информации в компьютерных сетях и методику ее поиска;

- методику использования современных информационных и multimedia-технологий, в науке и образовании;

- устройство ПК.

Магистр должен уметь:

- формулировать и решать задачи, возникающие в ходе научноисследовательских работ, требующих использования современных вычислительных средств, сетевых технологий и программного обеспечения;

- планировать исследования и обрабатывать результаты с использование современных компьютерных технологий;

- работать с эл. почтой;

- выбирать необходимые методы проведения исследований с использованием компьютерных технологий, оценивать и модифицировать существующие методы, исходя из конкретных задач исследований;

- проводить необходимые исследования и поиск информации с использованием современных коммуникационных технологий (Internet, Ehternet, СУБД и т.п.);

- обрабатывать полученную в ходе исследований информацию, анализировать и осмысливать ее с учетом задач исследований;

- создавать несложные по структуре Web-ресурсы для публикации результатов научной деятельности и обмена информации;

- вести библиографическую работу;

- представлять итоги проделанной работы в виде отчетов и статей, оформленных в соответствии с имеющимися требованиями, с привлечением современных средств редактирования и печати.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Данная дисциплина базируется на следующих дисциплинах:

«Машиностроительное черчение» и «Машинная графика», «Метрология, стандартизация и управление качеством», «Вычислительная техника», «Компьютерные технологии в инженерных задачах», «Теоретические основы создания машин».

Содержание лекционных занятий Тема 1. Принципы обработки информации Информация и формы ее представления. Информационные процессы и технологии. ЭВМ как средство обработки информации. Системы счисления и представления данных.

Тема 2. Основы алгоритмизации и проектирования. Программное обеспечение ЭВМ. Алгоритмы и способы их описания. Структурные схемы алгоритмов. Этапы подготовки и решения научно-технических задач на ЭВМ. Компиляция и интерпретация программ. Стили программирования.

Тема 3. Современные тенденции развития программного обеспечения ЭВМ и сетей. Пакеты новых прикладных программ. Классификация современного программного обеспечения. Системное ПО. Прикладное ПО. Моделирование и математические проблемы. Структура пакетов прикладных программ. Математические пакеты. Статистические пакеты. Пакеты оптимизации.

Тема 4. Современные информационные технологии в образовании. Информационные системы. Экспертные системы. Определение и структуры. Технологии инженерии знаний. Представление данных и знаний в Internet.Базы знаний. Интеллектуальные Internet-технологии.

Тема 5. Технологические средства и методы обучения. Дистанционное обучение. Основные программные и аппаратные средства обучения. Multimedia-технологии в обучении. Web-ресурсы как средства дистанционного обучения. Интерактивные средства дистанционного обучения.

Тема 6. Локальные вычислительные сети. Архитектура и топология сетей. Аппаратные средства ЛВС. Протоколы ЛВС. Работа пользователя в сети.

Тема 7. Принципы построения и работа в internet. перспективы использования глобальной сети internet. Телекоммуникационные средства. Протоколы обмена и адресации. Поиск информации в Internet.

Основы создания Web-документов. Перспективы развития Internet Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Советов Б.Я. Информационные технологии: Учебник для вузов/ Б.Я.Советов,В.В.Цехановский.- 2-е изд.,стереотип..- М.:

Высш. школа, 2005.- 263с.

2. Молигев А.В.Информатика: Учеб.пособие для вузов/ А.В.Могилев, Н.И. Пак, Е.К. Хеннер; Под ред.Е.К.Хеннера.- 3е изд., переаб.и доп..- М.: Академия, 2004.- 848с.

3. Хегатуров Я.А. Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления(АСОИУ): Учебник для вузов/ Я.А. Хегатуров.- М.: Высш. школа, 2006.- 223с.

Дополнительная литература:

4. Артамонов Б.Н. и др. Основы современных компьютерных технологий: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 1998. с.

5. Кенцл Т. Форматы файлов INTERNET/Перев. С англ. - СПб.:

Питер, 1997. - 320 с.: ил.

6. Информатика. Базовый курс / Симонович С.В. и др. - СПб.:

Издательство "Питер", 1999. - 640 с.: ил.

7. Автоматизация инженерно-графических работ / Г.Красильникова, В Самсонов, С. Тарелкин – СПб: Издательство «Питер», 2000. – 256 с,: ил.

8. Крейнак Д., Хебрекен Д. Интернет. Энциклопедия - СПб.:

"Питер", 1999. - 560 с.: ил.

9. Л.А. Савин Компьютерный практикум по инженерным расчетам. Орел, 2002. – 60 с. Изд-во Орловского государственного технического университета.

10. Замрий А. Проектирование и расчет методом конечных элементов трехмерных конструкций в среде АРМ Structure3D:

Учеб.пособие. – М. 2004; Изд-во АПМ. – 208 с.

МЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА

Составил д.т.н., профессор А.М. Долотов А.М Цель дисциплины Механика деформируемого тела является одной из основных технических дисциплин, формирующих мышление инженера.

Цель дисциплины - обучение магистрантов основным физическим моделям сплошной среды, методам решения прочностных и жесткостных задач, применительно к элементам конструкций.

Задачи дисциплины Основная задача – углубление знаний, полученных в курсе «Сопротивление материалов», ознакомление с современными концепциями механики деформируемого тела, современными моделями и численными способами решения задач.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате освоения дисциплины магистрант должен:

- уметь определить вид напряженно-деформированного состояния - рассматриваемого элемента конструкций;

- уметь правильно выбрать расчетную модель;

- уметь выбрать рациональный метод решения задачи;

- уметь назначить размеры элементов деталей машин.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина «Механика деформируемого твердого тела» имеет непосредственную связь с базовыми теоретическими и прикладными дисциплинами. Это «Математический анализ», «Сопротивление материалов», «Теоретическая механика», «Детали машин».

Содержание лекционных занятий Тема 1. Модели прочностной надежности.

Тема 2. Напряжения, деформации.

Тема 3. Механические свойства конструкционных материалов.

Тема 4. Модели упругости, пластичности, ползучести.

Тема 5. Модели статического разрушения. Модели длительного разрушения.

Тема 6. Модели усталостного и малоциклового разрушения.

Тема 7. Растяжение и сжатие стержней.

Тема 8. Кручение стержней. Изгиб стержней.

Тема 9. Потенциальная энергия деформации Вариационные методы, общие свойства упругих систем.

Тема 10. Балки на упругом основании. Линейные стержни и пружины.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Александров А.В. Сопротивление материалов: Учеб. для вузов/ А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин.- 5-е изд., стереотип..- М.: Высш. шк., 2007. - 560с.

Дополнительная литература:

2. Прикладная механика: Учеб.пособие для вузов/ В.В. Джамай, Ю.Н. Дроздов, Е.А. Самойлов и др.; Под ред. В.В. Джамая.М.: Дрофа, 2004. - 414с.

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Цель дисциплины Целью дисциплины является подготовка магистров по направлению «Технологические машины и оборудование» к разработке и применению с помощью специальных пакетов прикладных программ решения математических задач, возникающих в процессе расчета деталей машин.

Задачи дисциплины При подготовке магистров по направлению «Технологические машины и оборудование» ставятся следующие задачи:

- изучить современные проблемы и перспективы развития технологии машиностроения;

- знать основные направления развития новых перспективных технологий в области технологии машиностроения;

- знать основные вычислительные методы решения задач линейной алгебры, обработки результатов экспериментов, интегрирования и дифференцирования, а также дифференциальных и интегральных уравнений;

- знать вычисление вероятностных статистических характеристик;

проверка (критерии) статистических гипотез;

- знать элементы корреляционного и регрессионного анализа;

- знать основные направления развития новых перспективных технологий в области технологии машиностроения;

- знать практическое применение и приложение указанных выше методов.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Магистр должен:

- ориентироваться в современных математических программных средствах;

- знать теоретические основы и уметь решить численно или символически основные математические задачи;

- уметь применить полученные знания для решения задач расчета деталей машин;

- уметь оценить полученные экспериментальные данные и проверить правильность применяемой теории;

- владеть методами спектрального анализа;

- знать функции и законы распределения случайных величин, их характеристики стационарных и нестационарных случайных процессов;

- определять вероятность достижения границ области возможных значений;

- определять вероятные характеристики случайных колебаний систем с конечным числом степеней свободы, случайных колебаний систем с распределенными параметрами;

- знать основы теории надежности, формировать задачи надежности;

- оценивать вероятность безотказной работы;

- оценивать и прогнозировать ресурс машин;

- знать проблемы безопасности машин и конструкций.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина «Автоматический расчет деталей машин» имеет непосредственную связь с базовыми теоретическими и прикладными дисциплинами: «Математический анализ» и «Детали машин».

Содержание лекционных занятий Тема 1. Задачи линейной алгебры. Основные определения алгебры матриц. Решение систем линейных уравнений. Собственные значения и собственные векторы.

Тема 2. Интерполяция функций. Канонический полином. Полином Ньютона. Полином Лагранжа. Интерполяция сплайнами. Линейная интерполяция.

Тема 3. Метод наименьших квадратов. Подбор параметров экспериментальной зависимости. Уравнение регрессии и коэффициент корреляции. Криволинейная корреляция.

Тема 4. Методы решения нелинейных уравнений. Локализация (отделение) корней. Метод половинного деления (дихотомии). Метод хорд(пропорциональных частей). Метод касательных (метод Ньютона).

Комбинированный метод. Метод простой итерации (последовательных приближений). Вычисление комплексных корней. Методы решения алгебраических уравнений (Вычисление значений многочлена, Деление многочлена на линейный множитель, Вычисление производных многочлена, Метод спуска, Метод парабол). Приближенное решение систем нелинейных уравнений. Метод Ньютона. Метод итерации. Метод градиента.

Тема 5. Численное интегрирование и дифференцирование. Методы численного интегрирования по методу прямоугольников, трапеций, Симпсона. Квадратурные формулы Ньютона-Котеса, Чебышева, Гаусса. Вычисление интеграла с заданной точностью. Численное дифференцирование.

Тема 6. Обыкновенные дифференциальные уравнения и системы.

Общие сведения о дифференциальных уравнениях. Численные методы решения дифференциальных уравнений. Решение систем дифференциальных уравнений. Дифференциальные уравнения в частных производных. Общие сведения. Решение уравнений в частных производных методом разделения переменных. Решение эллиптических уравнений.

Решение гиперболических и параболических уравнений.

Тема 7. Интегральные уравнения. Общие сведения. Численные методы решения интегральных уравнений.

Тема 8. Теория вероятности и математическая статистика. Случайные события. Случайные величины. Элементы математической статистики: основные понятия, определения; точечные оценки неизвестных параметров распределения. Методы получения точечных оценок. Оценивание точности числовых характеристик. Ковариация и коэффициент корреляции. Регрессионный анализ. Статистическая проверка гипотез. Основные критерии согласия. Случайные функции и случайные процессы. Закон распределения и моменты функции случайных функций.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Кудрявцев Е.М. Mathcad 11: Полное руководство по русской версии/ Е.М.Кудрявцев.- М.: ДМК Пресс, 2005.- 592с.

2. Половко А.М. Mathcad для студента / А.М. Половко, И.В.Ганичев.- СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 336с.

Дополнительная литература:

3. Кирьянов Д. Mathcad 12/ Д.В.Кирьянов.- СПб.: БХВПетербург, 2005.- 576с.+CD 4. Дьяконов В.П. Энциклопедия Mathcad 2001i и Mathcad 11/ В.П.Дьяконов.- М.: СОЛОН-Пресс, 2004.- 832с.+CD.

5. Иглин С.П. Математические расчеты на базе Matlab/ С.П. Иглин.- СПб.: БХВ-Петербург, 2005.- 640с.+CD 6. Половко А.М. Интерполяция: Методы и компьютерные технологии их реализации/ А.М. Половко, П.Н. Бутусов.- СПб.:

БХВ-Петербург, 2004.- 320с.

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Составил д.т.н., профессор А.С. Янюшкин Цель дисциплины Целью преподавания дисциплины «Техника и технология эксперимента'' является ознакомление магистрантов с методикам и условиями проведения экспериментов.

Задачи дисциплины Изучить приборы, оборудование, технологическую оснастку при проведении исследований по механическим испытаниям изделий машиностроения, качества поверхностного слоя, процессов пластической деформации, эксплутационных характеристик деталей узлов и машин.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

При изучении дисциплины «Техника и технология эксперимента»

магистранты должны научиться самостоятельно планировать проведение эксперимента, выбирать рациональное оборудование, регистрирующие приборы, средства контроля, рационально назначить условия и диапазон экспериментов, проводить обработку полученных результатов.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности В основу рабочей программы взяты дисциплины «Технология машиностроения», «Теория резания металлов», «Металлорежущий инструмент», «Оборудование машиностроительного производства», «Технологические процессы машиностроительного производства».

Содержание лекционных занятий Тема 1. Введение. Задачи дисциплины. Планирование экспериментов при решении технических задач. Качество изготовления изделий. Классификация дефектов. Повышение производительности труда, снижении себестоимости выпускаемой продукции, разработка безопасных условий труда. Значение дисциплины. Требования к качеству изделий машиностроения на стадии изготовления и эксплуатации.

Планирование экспериментов и средства обработки экспериментальных данных.

Тема 2. Методика проведения механических испытаний на прочность, твердость, износостойкость, коррозионную стойкость, остаточные напряжения. Испытания на прочность, измерения предела изгиба (u), выносливости (в), сжатия (сж). Измерение твердости по Бриннелю, по Роквеллу, по Шору. Исследование износостойкости и определение коэффициента трения контактирующих пар. Определение усталостных и остаточных напряжений Тема 3. Основные способы изучения дефектов поверхностного слоя и процессов пластической деформации металлов. Дефекты поверхностного слоя деталей машин. Процессы пластической деформации. Наклёп, микро и макротрещины поверхностного слоя. Напряжение 1 и 2 рода, растягивающие и сжимающие напряжения. Методика определения напряжения. Шероховатость обработанной поверхности.

Средства определения шероховатости.

Тема 4. Методика измерения силовых характеристик, изгибающих деформаций. Тензометрия в машиностроении. Устройства и технологическая оснастка для определения силовых характеристик. Виды динамометров. Постановка экспериментов для измерения сил. Разновидности датчиков для измерения изгибающих деформаций. Средства контроля и регистрирующая аппаратура.

Тема 5. Тепловые процессы в технологических системах. Методы измерения температуры. Методы определения тепловых характеристик. Разновидности термопар (естественная, искусственная, полуискусственная, бегущая и др.). Приборы для регистрации температуры.

Методика обработки экспериментальных данных Тема 6. Металлографический и электронноскопический анализ поверхностных слоев. Спектральный анализ (приборы, оборудование).

Подготовка образцов для спектрального анализа. Расшифровка спектрограмм. Подготовка образцов для металлографического анализа.

Выявление структуры, подбор травителей. ТБ работы с травителями.

Современные металлографические микроскопы. Техника фотографирования на металлографических микроскопах. Электронноскапические микроскопы. Растровая микроскопия. Просвечивающая микроскопия.

Подготовка образцов для исследования поверхностей на микроскопах.

Информация, получаемая на растровых и просвечивающих микроскопах. Прямое и косвенное исследование.

Тема 7. Рентгеноструктурный анализ, фазовый анализ. Количественный и качественный анализ. Исследования элементного и фазового состава поверхностей металлов. Методика расшифровки рентгенограмм. Информация, получаемая на рентгеновских аппаратах. Подготовка образцов для рентгенографирования. Аппараты для рентгеновской съемки. Количественный и качественный анализы.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Коротин И.М. контроль качества термической обработки металлов: Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1980. – 192 с.

2. Богомолова Н.А. Практическая металлография. – М.: Высшая 3. Горелик С.С., Расторгуев Л.И., Скаков Ю.А. Рентгеновский и электронноскопический анализ. – М.: Металлургия, 1970. – Дополнительная литература:

4. Кулаков Ю.М., Хрульков В.А., Дунин-Барковский И.В. Предотвращение дефектов при шлифовании. М.: Машиностроение, 1975. – 144 с.

5. Ланда В.А., Контор М.М., Байков В.А. Рентгенографический контроль качества шлифования и заточки инструментов из быстрорежущей стали. – Заводская лаборатория, т. 30, №6, 6. Технологические остаточные напряжения /Под ред. А.В. Подзея. – М.: Машиностроение, 1973. – 215 с.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ОБРАБОТКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Цель дисциплины Целью изучения данной дисциплины является подготовка магистров с углубленными фундаментальными знаниями в области применения статистических методов исследования механических систем, основ теории надежности и теории массового обслуживания.

Задачи дисциплины изучить современные проблемы и перспективы развития технологии машиностроения;

знать вычисление вероятностных статистических характеристик;

уметь проводить проверку (критерии) статистических гипотез;

знать элементы корреляционного и регрессионного анализа;

знать стратегию и принципы государственного развития промышленности в области технологии машиностроения;

уметь анализировать современное состояние мировой и отечественной науки на основании проведенной библиографической работы с привлечением современных информационных технологий;

знать основные направления развития новых перспективных технологий в области технологии машиностроения;

изучить вероятностно-статистические методы исследования механических систем (основы теории надежности, основы теории массового обслуживания);

знать практическое применение и приложение указанных выше методов.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Магистрант должен:

знать функции и законы распределения случайных величин, их характеристики стационарных и нестационарных случайных процессов;

владеть методами спектрального анализа;

определять вероятность достижения границ области возможных значений;

определять вероятные характеристики случайных колебаний систем с конечным числом степеней свободы, случайных колебаний систем с распределенными параметрами;

знать основы теории надежности, формировать задачи надежности;

оценивать вероятность безотказной работы;

оценивать и прогнозировать ресурс машин;

знать проблемы безопасности машин и конструкций.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Данная дисциплина взаимосвязана со следующими дисциплинами: «История и методология науки и производства», «Компьютерные технологии в науке и производстве», «Современные проблемы науки и производства» и др.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Основные типы задач. Случайные величины: дискретные распределения, непрерывные распределения. Элементы математической статистики: точечные оценки неизвестных параметров распределения. Методы получения точечных оценок (метод моментов, метод наибольшего правдоподобия). Ковариация и коэффициент корреляции.

Регрессионный анализ. Уравнение регрессии. Оценка параметров эмпирических зависимостей по методу наименьших квадратов. Линейная регрессия. Основные критерии согласия: Пирсона, хи-квадрат (образец решения задачи, типовой расчет) Тема 2. Законы распределения и моменты функции случайных функций. Понятие о задании случайного процесса, процессы с независимыми приращениями, пуассоновский процесс, марковский процесс (дифференциальные уравнения Колмогорова).

Тема 3. Элементы теории процессов, гибели и размножения (состояние системы и вероятность рк(t) – вывод, прикладной смысл).

Дифференциальные уравнения для вероятностей рк(t). Задачи. Формулы Эрланга и их применение к нахождению математического ожидания, вероятности отказа и анализ величины коэффициента использования в системе с отказами. Примеры решения задач (нахождение моды распределения длины очереди, подбор параметра - плотность обслуживания по заданной вероятности фиксированной длины очереди, выбор числа мест для ожидания по заданию вероятности отказа).

Тема 4. Показатели надежности (перечислить и дать математическую запись - вероятностный смысл); показатели долговечности, ремонтоприспособляемости). Вероятностные расчеты основных показателей (вероятность безотказной восстанавливаемого работы, вероятность отказа, вероятность безотказной работы объекта, плотность распределения времени безотказной работы, интенсивность отказа на восстанавливаемый объект в момент t, средняя наработка на восстанавливаемый объект до отказа, средняя наработка м.о. числа отказов восстанавливаемого объекта в единицу времени, среднее время восстановления объекта, интенсивность восстанавливаемого объекта, нестационарный коэффициент оперативной готовности, стационарный коэффициент оперативной готовности, коэффициент готовности восстанавливаемого объекта, коэффициент простоя). Основные законы в т.н. – экспоненциальный закон, логарифмический закон, нормальный закон и их применение решению конкретных задач (типовой расчет).

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Анфилатов В.С. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие для вузов/ В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин.- М.: Финансы и статистика, 2003.- 368с.

2. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для вузов/ В.Е. Гмурман.- 11-е изд., перераб.- М.: Высшее образование, 2006.- 404с.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов/ В.Е. Гмурман.- 12-е изд., перераб..- М.: Высшее образование, 2007.- 479с.

Дополнительная литература:

4. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб.

пособие для вузов по спец."Автоматика и телемеханика".- 3-е изд., перераб.и доп..- М.: Энергоатомиздат, 1987.- 494с.: ил.

5. Надежность машин: Учеб. пособие для машиностроит.

спец.вузов/ Под ред. Д.Н.Решетова.- М.: Высш. шк., 1988.с.: ил.

6. Зорин В.А. Основы долговечности строительных и дорожных машин: Учеб. пособие для вузов.- М.: Машиностроение, 1986.с.: ил.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

Цель дисциплины Курс предназначен для подготовки будущих магистров и научных работников, ведущих исследования по механике (механика твердого тела, упругость, пластичность). Цель дисциплины – овладение студентами базовой системой знаний по численным методам решения задач, необходимых для успешной профессиональной деятельности.

Задачи дисциплины - научить студентов строить адекватные математические модели механики;

- обучить практическим навыкам решения вычислительных задач;

- раскрыть значение компьютерного моделирования в исследовательской деятельности человека.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате изучения материала дисциплины студент должен видеть математическую структуру построенных моделей, уметь применять численные методы при их исследовании, и применять соответствующий программный комплекс.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Предполагается знакомство со стандартным курсом высшей математики. Вычислительная механика может использоваться в тех дисциплинах, где используется механика твердого тела, теория упругости, пластичности, ползучести, диффузия.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Численное решение задачи Коши для обыкновенных дифференциальных уравнений. Метод Эйлера и его модификации, метод Гюна. Методы Рунге-Кутта. Многошаговые методы.

Тема 2. Численное решение краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений Методы пристрелки и редукции сведения к задаче Коши. Метод конечных разностей. Метод Галёркина и метод конечных элементов.

Тема 4. Численное решение задач для уравнений с частными производными Метод сеток для гиперболических, параболических и эллиптических уравнений. Численные методы на основе метода Галёркина. МКЭ в задачах теории упругости. Метод граничных элементов Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Боглаев Ю.П.Вычислительная математика и программирование. – М.: Высш. шк., 1990.

2. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на фортране. – М.: Мир, 1977.

3. Митчелл Э., Уэйт Р. Метод конечных элементов для уравнений с частными производными. – М.: Мир, 1981.

4. Поршнев С.В. Вычислительная математика. Курс лекций. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

5. Ортега Дж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. – М.: Наука, 6. Кетков Ю.Л., Кетков А.Ю., Шульц М.М. MATLAB 6.x.: программирование численных методов – СПб.: БХВ-Петербург, 7. Потемкин В.Г. Вычисления в среде MATLAB. – М.: ДИАЛОГМИФИ, 8. Вержбицкий В.М. Основы численных методов. – М.: Высш.

9. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. – М.: Мир, 1987.

Дополнительная литература:

10. Фарлоу С. Уравнения с частными производными для научных работников и инженеров. – М.: Мир, 1985.

11. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. – М.: Наука, 12. Ректорис К. Вариационные методы в математической физике и технике. – М.: Мир, 1985.

МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ТВОРЧЕСТВА

Цель дисциплины Целью преподавания дисциплины является получение знаний об основах методологии научного исследования, а также практических навыков научного поиска, анализа и обобщения результатов исследования для решения инженерных задач.

Задачи дисциплины - ознакомление магистров с методами постановки и организации научного исследования;

- развитие навыков поиска и обработки научно-технической информации;

- развитие навыков по оформлению и публикации результатов исследования;

- ознакомление с современной организацией научной работы;

- развитие навыков самостоятельной работы, умение самостоятельно формулировать цель и задачи исследования, научную новизну.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Для успешной научно-исследовательской работы (НИР) будущий магистр должен овладеть:

- методами постановки и организации НИР;

- навыками сбора и обработки информации;

- навыками по оформлению и публикации результатов НИР;

- знаниями о современной организации НИР;

- умением оформления заявок на гранты.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина непосредственно связана с выполнением выпускной квалификационной работы - магистерской диссертации и с публикацией результатов исследований.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Понятие и цели науки, научного исследования. Предмет исследовании: актуальные темы, научные открытия. Актуальность, научная новизна. Практическая и теоретическая значимость.

Тема 2. Гипотезы и план исследования. Основная цель исследований. Логическая связь между последовательными разделами. Общая схема исследовательского процесса: выбор проблемы исследований;

обзор литературы; построение гипотезы; выбор программы исследования; сбор данных; анализ результатов; выводы.

Тема 3. Научные результаты исследования: новые критерии оценки исследуемых процессов; новые методики анализа, синтеза или расчета основных характеристик объекта; разработка или применение математических моделей для комплексного исследования; впервые поставленные и решенные задачи, проблемы; впервые примененные методы и технологии. Существенные отличия.

Тема 4. Теоретические методы: упорядочение имеющихся фактов.

Научно обоснованные методы. Принципы диалектической логики.

Статистические, дедуктивные и индуктивные умозаключения. Методы теоретического анализа и синтеза, моделирования. Экспериментальная работа – проверка истинности теоретических выводов.

Тема 5. Работа с литературой, анализ основных идей и концепций.

Ознакомление с диссертациями. Реферативные журналы. Первичная систематизация фактического материала. Методы сбора научных фактов: исследование корреляции и экспериментальные исследования.

Сбор информации на научно-технических конференциях. Аннотирование и реферирование. Техника хранения и систематизации материала.

Тема 6. Выступление на научных мероприятиях. Структура доклада: описание научной проблемы; цель и задачи исследования; этапы исследования; итоговые результаты; научная новизна; научная практическая ценность. Тезисы. Дополнительные материалы.

Тема 7. Написание научной работы. Структура научной работы:

титульный лист; оглавление; введение; основная часть; заключение;

библиографический список; приложение. Вспомогательные указатели.

Актуальность. Цели, задачи исследования. Объект и предмет исследования. Методы исследования. Публикация.

Тема 8. Индивидуальные и коллективные исследования. Международные и национальные фонды. Финансирование научноисследовательских проектов. Гранты целевого назначения. Гранты на проведение мероприятий. Финансирование создания научнообразовательных учреждений на базе вузов. Поиск финансирования НИР. Структура заявки: резюме; введение; постановка проблемы; цели и задачи проекта; методы реализации; рабочий план; оценка эффективности; бюджет проекта.

Тема 9. Послевузовское профессиональное образование. Аспирантура. Научные специальности. Кандидатский минимум. Научный руководитель. Ученые степени. Высшая аттестационная комиссия.

Преподавательская работа.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Волков Ю.Г. Диссертация: Подготовка, защита, оформление:

Практическое пособие/ Под ред. Н.И. Загузова.- 2-е изд., испр.

и доп..- М.: Гардарики, 2003.- 185с.

2. Философия: Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.П. Кохановского.- 2-е изд., перераб.и доп..- Ростов-н/Д: Феникс, 2000.с.

Дополнительная литература:

3. Основы научных исследований: Учебник для техн.вузов/ В.И.

Крутов, И.М. Грушко, В.В. Попов и др..- М.: Высш. шк.,

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА МАШИН

Составил д.т.н., профессор А.М. Долотов Цель дисциплины Роль расчетов на прочность в современном машиностроении становится все более ответственной, а сами расчеты – все более сложными. Решение большинства задач, выдвигаемых практикой в области прочности, стало доступным лишь высококвалифицированным специалистам.

Целью дисциплины является обучение магистрантов методам расчета на прочность и жесткость основных элементов машиностроительных конструкций – пластин, цилиндров, колец, оболочек.

Задачи дисциплины Основная задача курса – ознакомление магистрантов с основными положениями теории упругости и пластичности, теорией напряженно – деформированного состояния тонкостенных элементов, изучение принципов построения расчетных моделей элементов, деталей машин, методам выбора их рациональных геометрических параметров.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате усвоения дисциплины магистрант должен:

- уметь определять вид напряженно – деформированного состояния рассматриваемого элемента конструкции;

- уметь правильно выбрать расчетную модель;

- знать типовые приемы нахождения напряжений и перемещений;

- уметь назначить рациональные размеры элементов, деталей машин.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина «Строительная механика машин» имеет непосредственную связь с базовыми теоретическими и прикладными дисциплинами.

Это «Математический анализ»; «Сопротивление материалов», в котором изложена теория напряженного состояния бруса.

Из прикладных дисциплин – это дисциплина «Детали машин», дисциплины специализации по отраслям.

Содержание лекционных занятий Тема 1.Введение. Основы теории упругости и пластичности. Содержание предмета, основные положения, допущения.

Тема 2. Статические уравнения теории напряжений.Уравнения равновесия. Главные и наибольшие касательные напряжения в точке.

Тема 3. Геометрическая теория деформаций.Перемещения, деформации, уравнения совместности деформаций.

Тема 4. Физические зависимости между напряжениями и деформациями.Закон Гука для изотропного тела. Коэффициенты Лямэ.

Тема 5. Плоская задача теории упругости. Плоская задача в прямоугольных, полярных координатах.

Тема 6. Основные понятия и простейшие задачи теории пластичности. Условия пластичности, диаграммы напряжение – деформация.

Тема 7. Вариационные методы. Принцип возможных перемещений, теорема о минимуме потенциальной энергии, методы Ритца, Бубнова – Галеркина.

Тема 8. Осесимметрично нагруженные толстостенные цилиндры.

Основные зависимости, посадки с гарантированным натягом.

Тема 9. Напряжения и деформации в кольцевых деталях при осесимметричной нагрузке. Внутренние силовые факторы при плоском и пространственном изгибе. Деформация плоских колец. Деформация колец, нагруженных перпендикулярно их плоскости.

Тема 10. Простейшие случаи изгиба пластин. Гипотезы. Цилиндрический и чистый изгиб тонких пластин. Осесимметричный изгиб круглых пластин.

Тема 11. Общий случай изгиба пластин. Основное дифференциальное уравнение упругой поверхности пластины. Изгиб прямоугольных пластин.

Тема 12. Безмоментная теория оболочек вращения. Геометрические свойства поверхностей вращения. Безмоментное состояние оболочки. Осесимметрично нагруженная оболочка вращения.

Тема 13. Моментная теория осесимметричных цилиндрических оболочек. Основные уравнения. Длинные и короткие оболочки. Метод начальных параметров.

Тема 14. Несимметричная деформация цилиндрических оболочек.

Полубезмоментная теория оболочек В.З. Власова. Моментная теория несимметричной деформации цилиндрических оболочек.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Биргер И.А.Стержни, пластины, оболочки.М.:Физматлит,1992.-392 с.

2. Искрицкий Д.Е. Строительная механика элементов машин. Л.: Судостроение, 1970.-448 с.

Дополнительная литература:

3. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Б.Б. Расчеты на прочность деталей машин. –М.: Машиностроение, 1993.-640 с.

4. Ван –Цзи - Де. Прикладная теория упругости. М.: Физматгиз, 5. Расчеты на прочность в машиностроении. В 3-х т. Под ред.

Пономарева С.Д. М.: Машгиз. Т.1, 1956, 884с., Т.2, 1958, 974с.

6. Справочник «Прочность, устойчивость, колебания». В 3-х т.

Под ред. Биргера И.А. Пановко Я.Г. Т.1. – М., Машиностроение, 1968. – 831с.

ОСНОВЫ ТЕОРИИ КОЛЕБАНИЙ И ДИНАМИКИ МАШИН

Составил д.т.н., профессор А.М. Долотов Цель дисциплины Повышение производительности машин приводит к росту динамических нагрузок на их элементы, увеличению динамических ошибок в законах движения рабочих органов, тем самым вызывая необходимость проведения всестороннего динамического анализа машины на этапе проектирования. Особое внимание должно быть обращено на анализ переходных процессов в работе машинных агрегатов, как наиболее вероятную причину возникновения повышенных напряжений, возможной поломки.

Целью изучения дисциплины является обучение магистрантов основам теории колебаний и динамики машин, пониманию сущности динамических процессов, происходящих в машинах.

Задачи дисциплины Основная задача курса – закрепление основных понятий, характеризующих динамическую систему (частота колебаний, приведенные силовые, инерционные, упругие и демпфирующие параметры системы, число степеней свободы и т.д.), изучение принципов построения расчетных моделей динамики систем с распределенными и сосредоточенными параметрами, способов теоретического определения максимальной динамической нагрузки, возникающей при заданных режимах работы оборудования.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате усвоения дисциплины магистрант должен:

- находить динамические параметры механической системы;

- уметь определить вид колебательного процесса;

- уметь построить динамическую модель исследуемого объекта;

- знать типовые приемы определения максимальной динамической нагрузки;

- уметь назначить рациональные параметры системы виброударозащиты.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина «Основы теории колебаний и динамики машин» имеет непосредственную связь с базовыми теоретическими и прикладными дисциплинами.

Во-первых, это «Математический анализ», «Физика», «Теоретическая механика», «Теория механизмов и машин», «Сопротивление материалов», в которых изложены общетехнические основы описания и исследования механических систем.

Из прикладных дисциплин – это, в первую очередь, дисциплины «Детали машин», «Подъемно-транспортные машины и оборудование», дисциплины специализации по отраслям.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Введение. Вопросы рассматриваемые в теории колебаний, динамике механизмов, машин. Расчетные схемы и уравнения движения. Приведение сил, масс, жесткостей, коэффициентов сопротивления.

Тема 2. Свободные колебания линейной одномассной системы.

Свободные колебания линейной одномассной системы при наличии и отсутствии трения. Формула Релея. Формула Донкерлея.

Тема 3. Вынужденные колебания линейной одномассной системы. Силовое и кинематическое возбуждение колебаний. Импульсное воздействие. Интеграл Дюамеля. Единичное, гармоническое воздействие. Резонанс.

Тема 4. Колебания нелинейных систем, Основные положения.

Период колебаний. Методы припасовывания, линеаризации и др. Вынужденные колебания нелинейной системы.

Тема 5. Системы с несколькими степенями свободы. Свободные колебания. Формы колебаний. Ортогональность собственных форм.

Изгибные колебания вала. Вынужденные колебания. Разложение решения по собственным формам. Антирезонанс.

Тема 6. Системы с распределенными параметрами. Продольные, изгибные, крутильные колебания стержней с распределенными параметрами. Граничные условия.

Тема 7. Параметрические колебания. Уравнение Матье. Диаграмма Айнса-Стретта. Вертикальный маятник.

Тема 8. Автоколебания. Условия возникновения автоколебаний.

Релаксационные автоколебания.

Тема 9. Удар. Теория соударения Герца. Линеаризация по Бидерману. Упрощенные методы расчета ударных систем. Ударное нагружение двухмассных систем.

Тема 10. Виброизоляция. Задачи виброизоляции. Коэффициент виброизоляции. Активная виброизоляция. Воздействие вибраций на человека.

Тема 11. Пуск и торможение дкухмассной динамической системы Холостой пуск и торможение системы.

Тема 12. Пуск динамической системы под нагрузкой. Этапы нагружения. Максимальная динамическая нагрузка.

Тема 13. Нагружение динамической системы после разгона. Нагружение в функции времени. Нагружение в функции координаты.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Ильин М.М., Колесников Н.С., Саратов Ю.Г. Теория колебаний. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2003. – 272 с.

2. Динамика механизмов: А.А.Головин, Ю.В. Костиков, А.Б.Красовский и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, Дополнительная литература:

3. Комаров М.С. Динамика механизмов и машин. М.: Машиностроение,1969.-296 с.

4. Комаров М.С. Динамика грузоподъемных машин. М.: Машгиз,

СТАТИСТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА И ТЕОРИЯ НАДЕЖНОСТИ

Составил д.т.н., профессор А.М. Долотов Цель дисциплины Развитие новой техники требует более глубокого понимания физических особенностей работы проектируемых конструкций в реальных условиях, что необходимо как для увеличения точности расчетов, так и для повышения их надежности.

Целью изучения дисциплины является обучение магистрантов основам статистической механики, теории надежности, умению использования предлагаемых в курсе методов исследования в расчетной практике.

Задачи дисциплины Задачами дисциплины являются:

- ознакомление с основными понятиями статистической механики, теории надежности;

- обучение использованию полученных в курсе знаний в практике проектирования машин;

- обучение методам численного решения прикладных задач статистической динамики, надежности.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

В результате усвоения дисциплины магистрант должен:

- правильно находить вероятностные характеристики рассматриваемых процессов;

- уметь определить вид случайного процесса, найти его характеристики;

- уметь проанализировать причину отказа системы;

- знать типовые приемы повышения надежности системы.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Дисциплина «Статистическая механика и теория надежности»

имеет непосредственную связь с базовыми теоретическими и прикладными дисциплинами.

Во-первых, это «Математический анализ», «Теоретическая механика», «Теория механизмов, машин», «Сопротивление материалов», в которых изложены общетехнические основы описания и исследования механических систем.

Из прикладных дисциплин – это дисциплины специализации по отраслям.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Введение. Вопросы, рассматриваемые в статистической механике и теории надежности. Детерминированные и случайные модели.

Тема 2. Краткие сведения из теории вероятности. Основные понятия. Функция распределения и плотность вероятности. Законы распределения плотности вероятности.

Тема 3. Нестационарные случайные функции (процессы). Вероятностные характеристики. Системы случайных функций. Линейные преобразования случайных величин.

Тема 4. Стационарные случайные функции (процессы). Вероятностные характеристики. Эргодическое свойство стационарной случайной функции. Спектральное представление стационарной случайной величины.

Тема 5. Основы теории марковских процессов. Непрерывные одномерные марковские процессы. Уравнение Фокера – Планка - Колмогорова. Определение вероятности достижения границ возможных значений случайной функции.

Тема 6. Случайные колебания систем с одной степенью свободы.

Свободные случайные колебания линейных систем. Вынужденные случайные колебания линейных систем. Нелинейные случайные колебания.

Тема 7. Основы теории надежности. Простейшие задачи теории надежности Классификация и причины возникновения отказов. Показатели надежности. Определение надежности при линейной зависимости напряженного состояния от случайных нагрузок.

Тема 8. Физические основы надежности. Физика отказов. Физикохимические процессы в материалах. Процессы механического разрушения. Процессы теплового и электрического разрушения. Процессы старения материалов. Методы повышения и обеспечения надежности.

Тема 9. Испытания на надежность. Специфика оценки надежности по результатам испытаний. Определительные испытания. Контрольные испытания. Надежность машин отдельных групп.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Надежность технических систем./Под общ. ред. Е.В. Сугака и Н.В. Василенко. -Красноярск, НИИ СУВПТ, 2000.- 2. Светлицкий В.А. Статистическая механика и теория надежности. -М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-504 с.

Дополнительная литература:

3. Болотин В.В. Применение методов теории вероятности и теории надежности в расчете сооружений. М.: Стройиздат,1971.

Вибрации в технике: Справочник в 6 т. /Под ред. К.В. Фролова и К.С. Колесникова. -М.: Машиностроение, 1980.

4. Вибрации в технике: Справочник в 6 т. /Под ред. К.В. Фролова и К.С. Колесникова. -М.: Машиностроение, 1980.

5. Проников А.С. Надежность машин. М: Машиностроение, 6. Решетов Д.Н., Иванов А.С, Фадеев В.З. Надежность машин.

М.: «Высшая школа», 1988.-238 с.

ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИН

Цель дисциплины Целью дисциплины является приобретение будущими магистрами техники и технологии знаний по методам математического программирования, многокритериальной оптимизации и навыков их практического применения для оптимального проектирования машин с целью улучшения их показателей.

Задачи дисциплины При проектировании технических устройств различного назначения часть его параметров можно изменять в определенных пределах, что приводит к появлению множества вариантов создаваемого устройства. В результате возникает проблема выбора из этого множества альтернатив наилучшей альтернативы с точки зрения критерия (критериев) оптимальности. Соответствующие такому выбору задачи оптимизации называют задачами оптимального проектирования. Поэтому, при подготовке магистров ставятся задачи изучения основ методов оптимизации:

- математического программирования;

- линейного программирования;

- квадратичного программирования;

- дробно-линейного программирования;

- методов одномерной минимизации;

- численных методов безусловной минимизации;

-многокритериальной оптимизации.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Для успешного решения задач, оптимального проектирования будущий магистр должен овладеть:

- навыками решения задач линейного, квадратичного и дробнорационального программирования;

- знаниями методов одномерной минимизации;

- знаниями численных методов безусловной минимизации;

- знаниями алгоритмов многокритериальной оптимизации многопараметрических систем;

- навыками практического применения теоретических знаний.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности В части практического применения дисциплины «Оптимальное проектирование машин» может быть связана с дисциплинами «Детали машин», «Механика контактирования машин», «Основы теории трения и изнашивания» и др.

Содержание лекционных занятий.

Тема 1. Задачи оптимизации. Объект оптимизации. Альтернативные варианты. Основные понятия. Критерии оптимальности. Параметры оптимизации. Ограничения: типа равенства, типа неравенства.

Конечномерная задача оптимизации. Целевая функция. Задачи математического программирования. Задачи линейного и нелинейного программирования.

Тема 2. Задачи оптимального проектирования. Примеры оптимального проектирования. 1) Выбор размеров емкости (выбор параметров оптимизации, целевая функция, ограничения, формулировка задачи нелинейного программирования). 2) Выпиливание балки прямоугольного сечения из круглого бруса. Задачи оптимального планирования.

Тема 3. Классы задач оптимизации. Зависимость задачи оптимизации от математической модели объекта оптимизации. Общая задача математического программирования. Допустимое решение. Допустимое множество. Оптимальное решение. Задачи минимизации. Стандартная задача линейного программирования (ЛП). Общая задача ЛП.

Основная задача ЛП. Прямые ограничения: двухсторонние, односторонние. Задача квадратичного программирования. Задача дробнолинейного программирования. Задача сепарабельного программирования. Задача геометрического программирования. Общая задача линейного программирования. Задача выпуклого программирования. Задача дискретного программирования.

Тема 4. Методы одномерной минимизации. Определение одномерной минимизации. Унимодальная функция. Строгоунимодальная функция. Методы прямого поиска. Пассивный и последовательный поиск. Шаг поиска. Интервал неопределенности. Минимаксный метод поиска. Мультимодальная функция. Оптимальный пассивный поиск процедура исключения отрезка.

Тема 5. Методы последовательного поиска. Метод дихотомии.

Метод золотого сечения. Метод Фибоначчи. Числа Фибоначчи. Сравнения методов последовательного поиска.

Тема 6. Методы полиноминальной аппроксимации и с использованием производных. Методы квадратичной аппроксимации. Определитель Вандермонда. Модификация метода квадратичной аппроксимации. Метод средней точки. Метод Ньютона. Модификация метода Ньютона. Метод секущих. Сверхлинейная скорость сходимости. Метод кубической аппроксимации.

Тема 7. Численные методы безусловной минимизации. 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 8. Систематический поиск в многомерных областях с использованием ЛП- последовательностей. Поиск в многомерном кубе.

Равномерное распределение последовательности точек. Простейший поиск. ЛП - поиск. Поиск в произвольно ограниченной области. Равномерно распределенные последовательности точек в ограниченной области. Метод отбора для равномерно распределенных точек.

Тема 9. Выбор критериальных ограничений. Исходные данные.

Пространство параметров. Функциональные ограничения. Критерий качества. Диалоговый алгоритм оптимального проектирования. Составление таблиц испытаний. Выбор критериальных ограничений. Выбор пробных точек. Множество допустимых точек. Некоторые особенности алгоритма: функциональные ограничения и псевдокритерии;

параметрические ограничения и псевдокритерии; нормированные критерии; о таблицах испытаний.

Тема 10. Выбор параметров. Один решающий критерий: выбор весовых коэффициентов; метод локального поиска экстремумов; использование ЛП - поиска. Несколько решающий критериев. Эффективные точки. Множество паретовских точек. Пространство критериев. Приближенно эффективные точки, алгоритм их выделения. Компромиссная кривая. Приближенно компромиссная кривая. Приближенно паретовская точка.

Тема 11. Синтез металлополимерных затворов заданными эксплутационными показателями. Расчетная схема. Исходные параметры:

геометрические параметры клапана и седла; параметры микрогеометрии; параметры механических свойств; параметры привода. Параметрические ограничения. Функциональные требования: обеспечения геометричности; заданное время срабатывания; насыщения магнитопровода; долговечность. Критерий качества: повреждаемость; минимум массы конструкции; минимальная стоимость. \ Тема 12. Синтез затворов с уплотнением “металл-металл”. Исходные данные на проектирование. Постановка задачи проектирования.

Основные схемы затворов плоского и конусного типа. Силовые соотношения. Общее решение контактной задачи. Формирование пространства исходных параметров. Условие обеспечение заданной геометричности, статической прочности, долговечности, заедания, ограничения пути трения. Критерии качества.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Аттетков А.В., Галкин С.В., Зарубин В.С. Методы оптимизации. Учеб.для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001.

2. Соболь И.М., Ститников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981.

3. Долотов А.М., Огар П.М., Чегодаев Д.Е. Основы теории проектирования уплотнений вневмогидроарматуры летательных аппаратов: Учеб.пос. М.: Изд-во МАИ, 2000. 296с.

Дополнительная литература:

4. Амосов А.А., Дубинский Ю.А., Конченова Н.В. вычислительные методы для инженеров. М.: Высшая школа, 1994. 554с.

5. Белоусов А.И., Галкин С.В., Герман А.Д. и др. Методы оптимизации в инженерных задачах / Под.ред. С.В.Галкина. М.:

Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1991. 160с.

6. Сухарев А.Г., Тимофеев А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука, 1986. 328с.

МЕХАНИКА КОНТАКТИРОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Цель дисциплины Целью дисциплины является приобретение будущими магистрами техники и технологии знаний механики контактного взаимодействия деталей машин, которые необходимы для решения основных проблем современного машиностроения – повышения надежности и снижения металлоемкости машин.

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 магистров по программе 551801 –Машиноведение 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;

- наличии покрытий.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Для успешного решения задач, связанных с определением напряженно-деформированного состояния при контактировании деталей машин, будущий магистр должен овладеть:

- знаниями о классах граничных условий при решении плоских контактных задач;

- навыками описания геометрии контакта;

- знаниями и навыками решения основных интегральных уравнений плоских и оссимметричных контактных задач;

- навыками практического применения теоретических положений;

- знаниями о критериях перехода от упругого контакта к упругопластическому;

- знаниями о вязкоупругом и упругопластическом контакте;

- знаниями для решения задач при контактировании деталей машин с покрытиями.

Связь дисциплины с другими дисциплинами специальности Для изучения дисциплины «Механика контактирования деталей машин» необходимо знание дисциплины «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.

Содержание лекционных занятий Тема 1. Введение в дисциплину. 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.

Тема 2. Перемещения и силы в зоне контакта. Относительное движение поверхностей. Усилия, передаваемые через точку. Поверхностные усилия.

Тема 3. Нагружение упругого полупространства вдоль прямой.

Упругое полупространство. Сосредоточенные нормальная и касательная силы. Распределенные нормальные и касательные усилия. Граничные условия в перемещениях, задаваемые в области контакта.

Тема 4. Примеры решения контактных задач при нагружении упругого полупространства вдоль прямой. 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.

Тема 5. Действия сосредоточенных нагрузок на упругое полупространство. 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.

Тема 6. Нормальный контакт упругих тел. Площадь контакта круг. Геометрия контактирующих гладких поверхностей несогласованной формы. Теория упругого контакта Герца. Определение радиуса площадки контакта и сближения тел. Напряженное состояние.

Тема 7. Нормальный контакт упругих тел. Площадь контакта эллипс. Профили общего вида. Определение параметра формы (эксцентриситета) и размера эллиптической области контакта. Определение сближения контактирующих тел.

Тема 8. Контакт цилиндрических тел в условиях плоской задачи.

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 9. Контактная задача теории упругости Штаермана. Постановка задачи. Элементарные перемещения. Основное уравнение оссимметричной контактной задачи. Общее решение. Определение радиуса площадки контакта и максимального контактного давления.

Сравнение с решением Герца.

Тема 10. Внедрение пластического индентора в упругопластическое полупространство. Упругая и пластическая составляющие упругопластической деформации. Предельное значение упругой деформации. Относительная нагрузка. Площадь контакта. Среднее напряжение на площадке контакта.

Тема 11. Вязкоупругий контакт. 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 12. Напряженно-деформированное состояние слоистого упругого тела. 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.

Рекомендуемая литература по дисциплине Основная литература:

1. Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий. – Москва – Ростов – на Дону:

2. Александров В.М., Чебаков М.И. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости. М.: ФИЗМАТЛИТ, Дополнительная литература:

3. Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986. - 176с.

4. Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М.: Наука, 1980. - 303с.

5. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. М.: Мир, 6. Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической деформации. М.: Машиностоение, 7. Александров В.М., Мхитарян С.М., Контактные задачи с тонкими покрытиями и прослойками.

8. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988. - 165с.

9. Макушкин А.П. Полимеры в узлах трения и уплотнениях при низких температурах. М.: Машиностроение, 1993. - 228с.

10. Тимошенко С.П., Гудьер Д.Ж. Теория упругости. М.: Наука,

РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

Цель дисциплины Целью дисциплины является приобретение будущими магистрами техники и технологии навыков и знаний по современным вопросам расчета и конструирования деталей машин - повышению их надежности и долговечности.

Задачи дисциплины Так как основы надежности закладываются на этапе проектирования, то возникает необходимость определения общих критериев работоспособности, расчета и конструирования. Кроме расчетов на прочность важно поднять роль расчетов на жесткость, износостойкость, теплостойкость, надежность.

Требования к уровню освоения дисциплины (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины).

Для успешного решения задач, связанных с определением работоспособности и надежности машин, будущий магистр должен овладеть:

знаниями о нагрузках в машинах;

знаниями об основных понятиях и показателях надежности;