«МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА БАКАЛАВРОВ ПО ОЧНО-ЗАОЧНОЙ (ВЕЧЕРНЕЙ) И ЗАОЧНОЙ ФОРМАМ ОБУЧЕНИЯ Москва 2009 СОДЕРЖАНИЕ Разработка учебного плана бакалавриата..2 Подготовка бакалавров по ...»

Условия ограничения или запрещения стоков.

Состав мероприятий по защите водного бассейна, реализация ограничения стоков.

Очистка сточных вод, методы очистки от механических (твердых и жидких), растворенных и органических примесей, область применения, достоинства и недостатки.

Проблемы загрязнения литосферы. Количественные оценки загрязняющих веществ, материалов. Характеристики твердых отходов машиностроительных предприятий. Масштабы и последствия загрязнения литосферы.

Нормирование загрязнения почв. Критерии гигиенической оценки загрязнения почв, содержание и специфика установления предельно допустимых концентраций химических веществ в почве. Комплексность оценки загрязнения, основные транслокационные и миграционные показатели вредности. Принцип лимитирующего показателя.

Источники и причины разрушения почв, эрозия, засоление, заболачивание и загрязнение почв. Методы защиты почв. Санитарная охрана почвы: защита от загрязнения стоками и твердыми отбросами. Федеральный закон « Об отходах производства и потребления». Методы обеззараживания отбросов и восстановления почв. Мировой опыт и перспективы переработки мусора, достоинства и недостатки мусоросжигания.

Тема 6. Физические факторы среды (2 ч.).

Неблагоприятные физические факторы среды антропогенного происхождения.

Световое излучение, зрительное восприятие окружающей среды.

Основные светотехнические показатели и единицы измерения. Виды и классификация видов освещения по назначению и устройству, естественное, искусственное и совмещенное освещение.

Освещение производственных помещений. Основное требование к организации производственного освещения. Характер зрительной работы и определяющие его параметры.

Понятие фона, контраста и объекта различения. Процессы аккомодации и адаптации, требования к производственному освещению, минимизирующие утомляемость зрительного анализатора.

Принципы нормирования производственного освещения, нормируемые показатели, дифференциация норм по характеру зрительной работы, разряды и подразряды зрительной работы.

Специфика нормирования естественного и совмещенного освещения, понятие коэффициента естественной освещенности. Зависимость нормирования от устройства освещения и групп административных районов РФ.

Методы расчета естественного и искусственного освещения: метод светового потока, точечный метод, метод удельной мощности. Область применения методов, основные задачи расчетов, расчетные параметры. Структура и этапы проектирования искусственного освещения.

Действие электромагнитных полей промышленной частоты и радиочастот, ультрафиолетового инфракрасного, лазерного, ионизирующих излучений на организм человека.

Производственный шум, инфразвук и вибрация. Защита от шума. Потери общества от шума. Основные понятия, физические и. логарифмические характеристики. Уровень интенсивности, звукового давления и мощности. Суммарный уровень шума, оценка для разных и одинаковых источников.

Классификация шумов по спектральным и временным характеристикам.

Действие шума на человека. Влияние на восприятие частотных характеристик и уровня шума. Негативные последствия воздействие шума.

Нормирование шума, инфразвука, ультразвука и вибрации, понятие предельного спектра и эквивалентного уровня шума.

Распространение шума в акустической среде, характерные расчетные случаи, параметры, влияющие на интенсивность распространения.

Методы и средства защиты от шума. Строительно-акустические мероприятия по снижению шума и вибрации в производственных помещениях. Звукоизоляция и звукопоглощение.

Защита от электрического тока. Обеспечение электробезопасности в производственных помещениях. Характер воздействия электрического тока на человека, местные и общие электротравмы, степени тяжести общих электротравм. Параметры, влияющие на исход воздействия тока.

Виды электросетей. Анализ опасности прикосновения к электросети, нормальный и аварийный режим работы установки.

Анализ опасности электрического замыкания на землю. Зона и характер растекания тока, напряжение шага.

Нормирование токов, напряжения и общего времени прикосновения.

Основные меры защиты от поражения током, область применения. Принцип действия защитного заземления, контурные и выносные заземляющие устройства.

Принцип действия зануления, область применения.

Защитное отключение, область применения. Устройства защитного отключения, принцип действия и характеристики устройств защитного отключения.

Тема 7. Пожарная безопасность (2 ч.).

Федеральный закон РФ «О пожарной безопасности».

Основные понятия о процессе горения и причинах возникновения пожаров и взрывов.

Физические основы процесса горения. Определение и необходимые условия горения и пожара.

Независимость процесса горения от агрегатного состояния горючих веществ.

Механизм инициирования процесса горения, природа вынужденного зажигания и самовоспламенения. Источники вынужденного зажигания и самовоспламенения. Зоны пожара.

Концентрационные условия, необходимые для возникновения горения. Область воспламенения, нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени, факторы, влияющие на пределы.

Тепловые условия воспламенения. Скорость окислительной реакции, закон Аррениуса.

Критические температуры, обеспечивающие тепловые условия воспламенения. Классификация горючих жидкостей по температуре вспышки.

Анализ пожарной опасности производств. Комплексный подход к анализу:

пожароопасные свойства веществ и материалов, условия их воспламенения, характеристики строительных конструкций, зданий и сооружений, возможности распространения пожара и оценка опасности для людей. Пределы огнестойкости и пределы распространения огня, предельные состояния строительных конструкций. Степень огнестойкости зданий и сооружений.

Профилактическая оценка пожарной опасности производств, категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. Постоянная и временная пожарная нагрузка, категорирование пожароопасных помещений и зданий по пожарной нагрузке и способу размещения. Опасные факторы пожара.

Общие методы обеспечения пожарной безопасности. Основные профилактические мероприятия.

Основные способы и приемы тушения, методы и средства тушения пожаров, пожарная сигнализация и связь. Особенности пожарной безопасности авиационной и космической техники и средства их пожаротушения.

Тема 8. Правовые основы обеспечения безопасности жизнедеятельности (2 ч.).

Декларация прав человека. Документы ЮНЕСКО и МОТ по охране труда.

Законодательные акты России по охране труда. Правила и нормы по охране труда. Система стандартов безопасности труда. Инструкции по охране труда. Организация охраны труда на предприятии.

Организация исполнения законодательных актов безопасности жизнедеятельности министерствами, организациями, учреждениями, предприятиями. Контроль и надзор за исполнением законодательных актов, правил и норм по безопасности жизнедеятельности.

Ответственность за несоблюдение законодательства по обеспечению безопасности жизнедеятельности.

Общая характеристика правовой основы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов в промышленности. Основные направления развития природоохранной практики. Система законодательных актов и нормативных документов по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.

Система стандартов «Охрана природы».

Организация охраны окружающей среды на предприятии промышленности.

Обязанности и права природоохранительных инспекций.

Мировая практика в области охраны природы. Международное сотрудничество по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов.

Законодательные акты по обеспечению безопасности жизнедеятельности при чрезвычайных ситуациях. Государственный комитет по чрезвычайным ситуациям.

Нормативные акты ЮНЕСКО по обеспечению безопасности жизнедеятельности при чрезвычайных ситуациях.

Тема 9. Чрезвычайные ситуации (2 ч.).

Понятие «чрезвычайная ситуация». Характеристика чрезвычайных ситуаций, их классификация, причины возникновения.

Чрезвычайные ситуации природного характера.

Чрезвычайные ситуации техногенного характера. Причины и стадии техногенных катастроф.

Чрезвычайные ситуации, вызванные пожарами и взрывами. Пожарная безопасность объекта. Показатели пожаровзрывоопасности веществ и материалов.

Взрывоопасность. Общая характеристика пожарной опасности производства. Причины пожаров и взрывов на промышленных объектах.

Устойчивость функционирования объектов экономики в чрезвычайных ситуациях.

Тема 10. Основы управления обеспечением безопасности жизнедеятельности (2 ч.).

Производство как социально-экономическая система. Понятие об организационной структуре управления промышленным предприятием. Принципы формирования организационно-функциональной структуры управления обеспечением безопасности жизнедеятельности. Органы управления охраной труда, гражданской обороной и действиями в чрезвычайных ситуациях. Общие принципы, цели и задачи управления. Определение деятельности субъектов и объектов управления, информационное обеспечение системы управления, стимулирование деятельности должностных лиц и коллективов в области обеспечения безопасности жизнедеятельности. Показатели и оценки эффективности управления.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В.Белов, А.В.Ильницкая, А.Ф.Козьяков и др. Под общ. Ред. С.В.Белова. 4-е изд.-М.: Высшая школа. 2004.

Безопасность жизнедеятельности /Н.Г.Занько, Г.А.Корсаков, К.Р.Малаян и др.; Под ред.

О.Н.Русака. – С.-П.: Изд-во Петербургской лесотехнической академии, 1996.

Белов С.В., Морозова Л.Л., Сивков В.П. Безопасность жизнедеятельности. Часть 1. - М.:

Березин В.М., Дайнов М.И. Защита от вредных производственных факторов при работе на ПЭВМ: Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ, 2002. – 138 с: ил.

Голованова Т.В., Курбатов Б.Е. Безопасность жизнедеятельности. Учеб. пособие.- М.:

Доброе слово, 2004.- 208 с.

Инженерная экология: Учебник / Под ред. проф. В.Т. Медведева.- М.: Гардарики, 2002.

Курбатов Б.Е. Охрана труда: Конспект лекций. М.: Изд-во УРАО. 2000.-56 с.: ил.

П.П.Кукин, В.Л.Лапин, Е.А.Подгорных и др. Безопасность жизнедеятельности.

Безопасность технологических процессов (охрана труда). Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1999.

Ревелль П., Ревелль Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах.-М.: Мир, 1995.

10. Руководство Р 2.2.2006-05. Гигиенические критерии оценки и классификации условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса: Руководство-М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2005-192с.

11. СанПиН 2.2.2.542-96. Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организация работы.- М.:

Госкомсанэпидемнадзор России, 1996.

1. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие в 3-х книгах. /Под ред. К.Е. Кочеткова, В.А. Котляревского и А.В. Забегаева. – М.:

Издательство Ассоциации строительных вузов, 1995.

2. Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерии безопасности. – К.: КМУГА, 3. Белов П.Г. Моделирование опасных процессов в техносфере: Методическое пособие. – К.: КМУГА, 1999.

4. Белов П.Г. Теоретические основы системной инженерной безопасности. – М.: ГНТП «Безопасность», МИБ СТС, 1996.

5. Кристенсон Ж. и др. Человеческий фактор. В 6-ти т. /пер. с англ./ - М.: Мир, 1991.

6. Охрана окружающей среды /С.В.Белов, Ф.А.Барбинов, А.Ф.Козьяков и др.; Под ред.

С.В.Белова. – М.: Высшая школа, 1991.

7. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учебное и справочное пособие. 2-е изд. – М.: Финансы и статистика, 2000.

8. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Справ, изд. -М.: Химия. 1991. - 368 с.

9. Экология / Под ред. проф. В.В. Денисова. – М.:ИКЦ «МарТ»; Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2006.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Для проведения лабораторных работ используются:

а). Промышленные измерительные приборы;

б). Учебно-исследовательский лабораторный стенд (МинВУЗ СССР, опытный завод Одесского политехнического института);

в). Стенды, выполненные на кафедре.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Экспериментальные методы исследования и метрология Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина «Экспериментальные методы исследования и метрология» изучается в 6ом семестре.

Целью курса является приобретение студентами навыков в экспериментальных исследованиях как неотъемлемой части работ по исследованию и обеспечению прочности ЛА.

В силу разнообразия рассматриваемых задач общим подходом при изложении материала является возможно более полное использование теоретических положений и апробированных методик экспериментального исследования.

Дисциплина строится на основе фундаментальных знаний, полученных в курсах высшей математики, механики деформируемого твердого тела, строительной механики, аэродинамики, теории колебаний.

Знания, умение и навыки, полученные при изучении данной дисциплины, используются при написании дипломной работы и дальнейшей инженерной и исследовательской деятельности.

Тема 1. Метрологическое обеспечение разработки и производства аэрокосмической техники (АТ) (4 ч.).

Метрологическое обеспечение разработки и производства AT - составная часть обеспечения качества продукции.

Концепции метрологического обеспечения.

Виды метрологического обеспечения разработки и производства AT.

Автоматизация метрологического обеспечения как средство повышения качества AT.

Тема 2. Определение нагрузок и испытания при действии заданных нагрузок ( ч.).

Направления и методы определения нагрузок: непосредственное измерение, фиксация параметров и методы суммирования и обобщенных зависимостей. Определение инерционных и аэродинамических сил.

Механические испытания материалов и испытания конструкции.

Основные задачи статических испытаний; воспроизведение нагрузок в лабораторных условиях, исследование напряженно-деформированного состояния и определение жесткостных характеристик конструкции.

Усталостные испытания: основные задачи, методики испытаний. Принципы и методы форсированных и сокращенных испытаний на усталость. Основные факторы, влияющие на сопротивление усталости. Экспериментально - расчетные методы определения срока службы конструкции ЛА.

Испытания на действие импульсных, вибрационных и акустических нагрузок.

Характеристика импульсных, вибрационных и акустических нагрузок, оборудование для проведения лабораторных испытаний. Методы моделирования случайных вибрационных нагрузок в лабораторных условиях.

Теплопрочностные испытания, способы и методы воспроизведения нагрева.

Тема 3. Исследование динамических характеристик конструкции. (4 ч.).

Методы определения основных динамических характеристик: резонансный метод, метод свободных колебаний, метод многоточечного возбуждения; основные допущения о динамических характеристиках. Технические средства эксперимента.

Динамические характеристики средств измерений, частотные характеристики динамических погрешностей одномерных линейных средств измерений. Характеристики стационарных систем при случайных входных сигналах. Дискретизация непрерывных сигналов.

Методы измерения параметров относительной и абсолютной вибрации.

Тема 4.Статистический анализ экспериментальных данных (4 ч.).

Характеристики случайных величин, типы статистических распределений экспериментальных данных. Доверительные интервалы, статистический коэффициент Стьюдента, определение необходимого размера выборки экспериментальных данных.

Статистический отбор данных.

Систематизация экспериментальных данных, регрессионный анализ: линейная регрессия, регрессия для функции нескольких переменных.

Тема 5. Экспериментальные исследования с использованием физического моделирования (6 ч.).

Определение условий подобия (законов моделирования) на основе анализа размерностей физических величин, характеризующих задачу. Размерности, единицы измерения и уравнения. Содержание л- теоремы, используемое в задачах моделирования. Методы нулевых размерностей и произвольного формирования ж - переменных.

Модель, правила проектирования, обработка опытных данных. Критериальное уравнение регрессии метода наименьших квадратов.

Моделирование физических процессов на основе анализа уравнений, методы масштабных преобразований и приведения к безразмерному виду.

Моделирование в задачах статики и динамики конструкций, движения потоков жидкости и газа, критерии подобия. Моделирование и критерии подобия в задачах аэроупругости.

Характеристики моделей, оценки погрешностей.

Каждый студент выполняет 2 четырех часовые лабораторные работы из нижеприведенного перечня по выбору преподавателя или своему усмотрению.

1 Статистические характеристики экспериментальных исследований сопротивления усталости алюминиевого сплава (распределение Гаусса) (4 ч.).

Статистические характеристики экспериментальных исследований хрупкого разрушения материалов (распределение Гнеденко - Вейбулла) (4 ч.).

Методы исследования акустических нагрузок и флаттера при летных испытаниях ЛА (4 ч.).

4. Методы обработки и анализа результатов измерений динамических процессов при летных испытаниях ЛА (4 ч.).

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Александровская Л.Н. и др. Теоретические основы испытаний и экспериментальная отработка сложных технических систем. - М.: 2003.

2.Багдасарян В.В. Экспериментальные методы динамики упругих конструкций (моделирование упругих конструкций, динамических процессов и вибрационных нагрузок). М.: МАИ, 1996, 48 с.

З.Михеев Р.А.. Туркина А.И. Экспериментальные методы исследования прочности конструкций ЛА. - М.: МАИ, 1993, 48 с.

4.Экспериментальная механика. Кн.2/ Под. ред. А. Кобаяси. - М.: Мир, 1990.

З.Микишев Г.Н. Экспериментальные методы в динамике космических аппаратов. -М.:

Машиностроение, 1978.

6.Седов Л.И. Методы подобия и размерности в механике. - М.: Наука, 1972.

1. Вибрации в технике.- М.: Машиностроение. Т. 1. 1978,352 с, Т.5. 1981,496с.

2. Знаменская A.M. Информационно - измерительные системы для летных испытаний самолетов и вертолетов. - М.: Машиностроение, 1984, 152с.

3. Клячко М.Д., Арнаутов Е.В. Летные прочностные испытания самолетов.

Динамические нагрузки. - М.: Машиностроение, 1984, 126с.

4. Нестационарная аэроупругость тонкостенных конструкций/ Под ред.

А.В.Кармишина. -М.: Машиностроение, 1982.

5. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов /Баранов А.Н., Белозеров Л.Г., Кутьинов В.Ф. и др. - М.: Машиностроение, 1974, 344 с.

6. Тензоизмерения в машиностроении. Справочное пособие./Под.ред. Р.А. Макарова. М.: Машиностроение, 1975, 288 с.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Лабораторные работы проводятся с использованием ПЭВМ и макетов датчиков регистрации вибрационного и акустического состояния элементов конструкции ЛА.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Квантовая и оптическая электроника Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Целью преподавания дисциплины является ознакомление студентов с основами квантовой и оптической электроники: основными понятиями, методами и средствами генерации, детектирования излучения и изучение студентами современных квантовых и оптоэлектронных приборов и устройств, их свойств, параметров и выполняемых ими функций.

Дисциплина «Квантовая и оптическая электроника» призвана обеспечить подготовку студентов для успешного изучения последующих специальных дисциплин и в дальнейшем решения ими производственных и исследовательских задач.

В результате изучения дисциплины студент должен:

– приобрести необходимые знания о физических явлениях, лежащих в основе работы указанных приборов и устройств; изучить принцип их действия, параметры и характеристики, достоинства и недостатки, области применения, модели приборов, используемые при анализе и синтезе радиоэлектронных устройств;

– научиться использовать полученные знания для правильного выбора соответствующего прибора при разработке радиоэлектронных устройств и определения влияния режимов и условий эксплуатации на параметры приборов и устройств;

– получить навыки работы с квантовыми и оптоэлектронными приборами и аппаратурой, используемой для исследования их параметров и характеристик.

Настоящая программа базируется на требованиях учебного стандарта по специальности 210601 «Нанотехнологии в электронике», утвержденной Министерством высшего профессионального образования.

Содержание дисциплины. Определение терминов. Особенности оптического диапазона, приборов и устройств, их роль в радиоэлектронике, промышленности, науке и т.д.

Классификация приборов оптической и квантовой электроники. Значение курса как одной из базовых дисциплин.

Тема 1. Физические основы оптической полупроводниковой электроники (4 ч.).

Механизмы поглощения излучения в полупроводнике, фотопроводимость полупроводника, фоторезистивный эффект. Фотовольтаический эффект в p-n переходе, вольтамперная характеристика освещенного p-n перехода. Оптические явления в структуре металлдиэлектрик-полупроводник (МДП).

Тема 2. Дискретные фотоприемники и приборы на их основе (8 ч.).

Классификация фотоприемников. Фоторезистор: устройство, принцип действия, параметры, характеристики. Фотодиод: физические процессы при облучении, чувствительность и инерционность. Быстродействующий p-i-n фотодиод: устройство и основные параметры.

Фотоприемники с внутренним усилением фототока: лавинный фотодиод, фототранзистор биполярный, фототранзистор полевой, фототиристор, их устройство, параметры и характеристики. Солнечный преобразователь как элемент солнечной батареи: разновидности, основные параметры, оптимальный режим работы.

Тема 3. Светодиоды и оптроны (2 ч.).

Светодиоды: излучательная рекомбинация как основа некогерентного излучения, разновидности, параметры и характеристики, особенности конструкции. Оптоэлектронные пары: классификация, устройство, принцип действия, система параметров, передаточные характеристики, особенности применения.

Тема 4. Интегральные фотоприемники (2 ч.).

Разновидности интегральных фотоприемников. Фотоэлектрические приборы с зарядовой связью (ФПЗС): разновидности ФПЗС, принципы фотогенерации, накопления и переноса зарядов в ячейках ПЗС («жидкостная» модель процессов), условие зарядовой связи.

Устройство простейшей линейки ФПЗС, принцип действия, особенности конструкции.

Основные параметры и их зависимость от тактовой частоты схемы управления ФПЗС.

Элементы волоконно-оптических линий связи.

Тема 5.Физические основы работы квантовых приборов (4 ч.).

Физические основы взаимодействия оптического излучения с квантовыми системами.

Энергетические состояния и квантовые переходы в атомных системах. Спонтанные, вынужденные, рекомбинационные переходы. Ширина спектральной линии излучения. Условия усиления и генерации излучения в квантовых системах Инверсия населенностей в трех и четырех уровневых системах. Структурные схемы квантовых усилителей и генераторов, способы накачки.

Тема 6. Квантовые усилители (2 ч.).

Разновидности квантовых усилителей. Квантовый усилитель СВЧ диапазона на парамагнитном кристалле рубина (КПУ): устройство резонансного КПУ проходного типа, квантовые переходы в кристалле рубина, система энергетических уровней рабочей частица, особенности накачки КПУ, баланс мощностей, параметры КПУ.

Тема 7. Общие основы функционирования лазеров (4 ч.).

Классификация лазеров. Устройство оптического квантового генератора (ОКГ). Типы и свойства оптических резонаторов. Условия самовозбуждения ОКГ: баланс фаз, баланс мощностей. Формирования спектра излучения лазера. Свойства лазерного излучения.

Тема 8. Газовые лазеры (2 ч.).

Атомарный гелий-неоновый лазер: устройство и особенности конструкции, состав смеси газов, принцип действия на основе диаграммы энергетических уровней рабочего и вспомогательного газов, основные характеристики и параметры. Ионный аргоновый лазер:

особенности конструкции и накачки, энергетическая диаграмма ионов аргона, рабочая длина волны и область применения. Молекулярный лазер на двуокиси углерода: устройство, энергетическая диаграмма, параметры. КПД газовых лазеров.

Тема 9. Твердотельные лазеры (2 ч.).

Рубиновый лазер: устройство, особенности оптической наиачки, смстемы накачкиэнергетическая диаграмма рабочего вещества, параметры, режимы модуляции.

Неодимовый лазер: особенности конструкции и энергетической диаграммы, основные параметры в сравнении с рубиновым лазером. КПД твердотельных лазеров.

Тема 10. Полупроводниковые лазеры (3 ч.).

Инжекционные лазеры на гомопереходах: инверсия населенности, устройство лазера и особенности накачки, энергетическая диаграмма, принцип действия, характеристики и параметры. Полупроводниковый лазер на двойной гетероструктуре (ДГС):особенности накачки, устройство и принцип действия лазера на ДГС, параметры гетероструктурного лазера.

КПД полупроводниковых лазеров. Наногетероструктурные гетеролазеры и другие разновидности полупроводниковых лазеров.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. А.Н. Пихтин, Оптическая и квантовая электроника, М.: «Высшая школа», 2001.

2. Г.Г. Шишкин, Шишкин А.Г. Электроника, (учебник для ВУЗов) М: Дрофа, 2009.

3. Г.Г. Шишкин, Приборы квантовой электроники, ( уч. пособие для ВУЗов-конспект лекций), М: Сайнс-пресс, 2004.

4. Н. Д. Федоров Электронные приборы СВЧ и оптического диапазона, (учебник для ВУЗов), 2-е изд. М., Энергоатомиздат, 1982.

5. Н. Д. Федоров (ред.). Электронные квантовые приборы и микроэлектроника, (уч.

пособие для ВУЗов), М.: "Радио и Связь", 1998.

6. Л.Н.Курбатов. Оптоэлектроника видимого и инфракрасного диапазонов спектра. М.:

1. Ю. Р. Носов. Оптоэлектроника, 2-е изд., М.: "Радио и Связь", 1989.

2. А. С. Семенов, В. Л. Смирнов, А. В. Шмалько. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации, М.: "Радио и Связь", 1990.

3. А. Ярив. Введение в оптическую электронику, М.: Высшая школа, 1983.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Комплект лабораторных стендов для исследования характеристик, параметров и моделей оптоэлектронных и квантовых приборов промышленного изготовления, номенклатура которых отражена в разделах 2.1 и 2.2 настоящей программы.

Наглядные пособия для изучения конструкций различных приборов, промышленные образцы электронных приборов.

Измерительные средства для обеспечения программ измерения на указанных стендах.

Средства вычислительной и оргтехники.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Организация и управление производством, инноватика для специальности (специализации) Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Цель дисциплины «Организация и управление производством, инноватика» - получение знаний по организации и планированию научно-исследовательских (НИ), проектноконструкторских (ПК) и технологических (TP) работ и самого производства, необходимых для практической инженерной деятельности в условиях рыночных отношений.

Основные задачи дисциплины:

- изучение теоретических и методических основ организации и планирования НИР, ПКР, TP и производства для выбора рациональных вариантов организационно-плановых, решений, обеспечивающих повышение их эффективности;

- изучение передовых методов организации, нормирования и оплаты труда для повышения его производительности и качества;

- изучение отечественного и зарубежного опыта организации и планирования производства;

- формирование навыков организационного анализа.

Развитие науки об организации производства. Роль организации производства в повышении эффективности работы предприятий (1 ч.).

Раздел 1. Организация и планирование инновационного процесса (10 ч.).

Тема 1. Содержание и этапы инновационного процесса (2 ч.).

Нововведения как объект инновационного процесса. Классификация инновационных процессов. Бизнес план, его назначение, структура и порядок разработки. Принятие решений в инновационном процессе. Жизненный цикл инноваций. Жизненный цикл изделий.

Тема 2. Организация научно-исследовательских работ (НИР) и изобретательства ( ч.).

Классификация НИР. Особенности организации фундаментальных и прикладных НИР, опытно-конструкторских разработок. Организационные формы выполнения НИР.

Финансирование научных исследований. Эффективность НИР.

Промышленная собственность и особенности ее охраны. Виды лицензий, пицензионный договор. Формирование рынка объектов промышленной собственности.

Тема 3. Организация проектно-конструкторских работ (ПКР) (1 ч.).

Роль и место ПКР в инновационном процессе и в обеспечении ко н курентоспособности продукции. Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Основные стадии ПКР и организация работы конструкторских служб. Обеспечение технологичности новых изделий.

Конструкторская унификация. Эффективность со крашения цикла ПКР, повышения конкурентоспособности новой продукции.

Тема 4. Организация технологической подготовки производства (ТПП) (1 ч.).

Задачи и содержание ТПП. Единая система технологической подготовки производства (ECUill). Стадии ТПП и их особенности в зависимости от отраслевой специфики. Организация работы технологических служб в различных типах производства Технологическая унификация.

Тема 5. Организация освоения производства (2 ч.).

Особенности процесса освоения производства. Организация перехода на выпуск новой продукции, методы перехода Динамика производственных затрат в период освоения производства. Коэффициент готовности основных средств. Выбор стратегии освоения производства в зависимости от емкости рынка новой продукции.

Тема 6. Планирование инновационных процессов (2 ч.).

Методы планирования инновационных процессов Планирование инновационных процессов при наличии нормативов времени Расчеты трудоемкости работ по стадиям и этапам жизненного цикла изделий, методы вероятностного планирования. Принципы сетевого планирования и управления (СПУ). Виды сетевых моделей и порядок их построения.

Установление продолжительности работ, расчет параметров, анализ и оптимизация сетевых моделей по срокам и по ресурсам Управление инновационной деятельностью с помощью сетевой модели.

Раздел 2. Организация производственного процесса (6 ч.).

Тема 7. Основные принципы организации производственного процесса, типы производства и их технико-экономическая характеристики (2 ч.).

Структура производственного процесса, характеристика его элементов. Виды производственных процессов на предприятиях, их классификация Принципы рациональной организации производственных процессов, их развитие и совершенствование. Техникоэкономическая характеристика типов производства.

Тема 8. Организация производственного процесса во времени и в пространстве ( ч.).

Понятие о производственном цикле. Структура производственного цикла. Методы определения производственного цикла простого процесса при последовательном, параллельном и параллельно-последовательном видах движения деталей по операциям. Методы определения производственного цикла сложного процесса. Анализ производственного цикла.

Производственная структура предприятий. Факторы, определяющие производственную структуру. Типы производственных структур и современные тенденции их совершенствования.

Тема 9. Организационные формы производственных процессов (2 ч.).

Классификация организационных форм производственных процессов Факторы, определяющие выбор конкретных организационных форм Построение производственных процессов по принципу специализации и концентрации операций. Предметно-замкнутые участки (ПЗУ), особенности их организации, расчет основных параметров.

Особенности организации поточного производства. Классификация поточных линий.

Организация и расчет однопредметных непрерывно-поточных линий. Организация и расчет прерывно-поточных (прямоточных линий). Многопредметные поточные линии, особенности их организации и расчета. Особенности организации автоматизированного производства Раздел 3. Организация обслуживания основного производства (6 ч.).

Тема 10. Роль и состав обслуживающего производства (1 ч.).

Состав обслуживающего производства. Прогрессивный опыт, тенденции развития и совершенствования обслуживающего производства.

Тема 11. Организация инструментального хозяйства (1 ч.).

Организация и структура инструментального хозяйства. Планирование расхода и запасов оснастки и инструмента. Системы организации обеспечения рабочих мест оснасткой и инструментами.

Тема 12. Организация ремонтного хозяйства (1 ч.).

Структура ремонтного хозяйства. Системы планово-предупредительных ремонтов и технического обслуживания оборудования. Нормативная и методологическая базы планирования сроков и объемов ремонтных работ.

Тема 13. Организация энергетического хозяйства (1 ч.).

Задачи и структура энергетического хозяйства предприятия. Нормирование и определение расхода энергоносителей и энергии, методы составления энергобалансов.

Тенденции и основные пути совершенствования энергетических хозяйств и экономии энергии.

Тема 14. Организация транспортного и складского хозяйства (1 ч.).

Организация и автоматизация материальных потоков. Расчеты грузопотоков, вида и количества транспортных средств. Интеграция материальных потоков технологического и внутризаводского транспорта. Виды складов, организация приемки, хранения и выдачи материалов. Расчеты расхода, запаса и потребности в материалах и полуфабрикатах.

Организация запасов.

Тема 15. Организация сбыта и сервисного обслуживания (1 ч.).

Основные элементы организации сбыта и сервисного обслуживания продукции.

Организация товародвижения: обработка заказов, организация складирования и транспортировки продукции. Организация сервисного обслуживания продукции. Виды сервисного обслуживания.

Раздел 4. Обеспечение качества и организация контроля качества (4 ч.).

Тема 16. Системы обеспечения качества продукции (2 ч.).

Отечественные и зарубежные системы обеспечения и управления качеством продукции.

Модели обеспечения качества продукции, предусмотренные Международными стандартами ИСО. Основные элементы систем обеспечения качества. Технические регламенты и стандарты.

Сертификация продукции, системы сертификации. Обязательная и добровольная сертификация.

Тема 17. Организация контроля качества на предприятии (2 ч.).

Методы и объекты контроля качества. Организация статистического контроля качества и регулирования производственных процессов. Организация учета и анализа брака и рекламаций для повышения качества продукции.

Раздел 5. Прогнозирование и планирование деятельности предприятия (3 ч.).

Тема 18. Технико-экономическое планирование (ТЭП) деятельности предприятий (3 ч.).

Структура и взаимосвязь разделов ТЭП. Анализ рынка сбыта. Прогнозирование и планирование объема продаж и производства продукции. Информационная база планирования сбыта и производства. Формирование плана производства с учетом конъюнктуры рынка.

Показатели объема. Производства. Объемные расчеты по оборудованию и площадям. Расчет и анализ производственной мощности предприятия. Бизнес-план: цели разработки, основные разделы, последовательность расчетов и обоснований.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Организация и планирование машиностроительного производства (производственный менеджмент): Учебник / К.А. Грачева, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред.

Ю.В.Скворцова, Л.А. Некрасова. - М: Высш. шк., 2003. -470 с: ил.

2. Организация производства: Учеб. для ВУЗов / ОТ. Туровец, ВН. Попов. В.Б. Родионов и др.; Под ред. ОТ. Туровца. Издание второе, дополненное - М.: «Экономика и финансы», 2002 - 452 с.

Производственный менеджмент. Учеб. для вузов / Под ред. С.Д. Ильенковой М: ЮНИТИДАНА, 2000.

Чейз Ричард Б., Эквилайн Николас Д.Л., Якобе Роберт Ф. Производственный и операционный менеджмент / Пер. с англ. 8-е изд, М.: Издат. Дом «Вильяме», 2001.

Инновационный менеджмент: Учеб. для вузов / Под ред. С.Д. Ильенковой. М: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1997.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Стандартизация и сертификация Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Цель дисциплины - дать слушателям знания о системе сертификации авиационной техники, действующей в СНГ и в мировом сообществе, а также о сертификационных работах, проводимых при создании авиационной техники.

Задачами дисциплины является приобретение студентами знаний и навыков, связанных с проведением сертификационных работ при проектировании и производстве авиационной техники гражданского назначения.

1.2. В результате изучения дисциплины студенты должны:

роль сертификации авиационной техники в системе обеспечения безопасности полетов воздушных судов;

общие принципы сертификации авиационной техники;

структуру системы сертификации в авиационной отрасли;

структуру Норм Летной Годности воздушных судов;

состав авиационных правил, обеспечивающих сертификацию авиационной техники;

принципы сертификации производства и ремонта авиационной техники.

б) иметь представление:

о системе сертификации авиационной техники на всех этапах ее жизненного цикла;

о требованиях к защите окружающей среды от воздействия авиационной техники;

об основных сертификационных документах воздушного судна.

о содержании работ по сертификации авиационной техники и порядок их проведения;

о системе качества производства авиационной техники.

Тема 1. Принципы обеспечения качества авиационной техники гражданского и военного назначения (2 ч.).

Понятие о сертификации в гражданской авиации.

Система сертификации авиационной техники (AT) - составная часть системы обеспечения безопасности полетов в гражданской авиации.

Сертификация авиационной техники и мировое авиационное сообщество. Система сертификации авиационной техники гражданского назначения в РФ. Основные термины и определения, применяемые при сертификации AT.

Тема 2. Система стандартов при разработке и производстве AT (4 ч.).

Система авиационного производства и ее составляющие.

Нормативная документация, обеспечивающая разработку и производство AT.

Структура стандартизации в авиастроении. Государственные и отраслевые стандарты, стандарты предприятия (СТП), Производственные инструкции (ПИ).

Тема 3. Сертификация AT гражданского назначения (2 ч.).

Законы РФ в области сертификации продукции и услуг. Воздушный кодекс.

Соглашения о гражданской авиации и использовании воздушного пространства.

Международные организации гражданской авиации. И их рекомендации.

Полномочные авиационные власти. Делегирование функций.

Авиационные власти в России. Межгосударственный авиационный регистр (МАК).

Авиарегистр. Государственная служба гражданской авиации (ГСГА) Министерства транспорта РФ.

Организации, участвующие в сертификации AT.

Тема 4. Система авиационных правил (4 ч.).

Понятие Авиационных правил (АП). Гармонизация АП с зарубежными требованиями (FAR, JAR).

Основные положения системы сертификации AT.

Система Авиационных правил, применяемых при сертификации авиационной техники гражданского назначения в СНГ.

Тема 5. Нормы летной годности воздушных судов (2 ч.).

Сертифицируемая AT: воздушное судно, авиационный двигатель, воздушный винт, комплектующие изделия.

Составляющие компоненты сертификации AT: процедуры, нормы, методы определения соответствия (МОС), полномочные представители.

Историческое развитие норм летной годности (НЛГ) ВС: ОТТ ВВС, НЛГС-1, НЛГС-2, НЛГВ-1, НЛГС-3, ВНЛГСС и др..

АП, содержащие НЛГ воздушных судов, авиадвигателей и воздушных винтов и требования к воздействию авиационной техники на окружающую среду.

Документы, регламентирующие летную годность компонентов AT (бортовое оборудование, комплектующие изделия и т.п.).

Тема 6 Правила сертификации авиационной техники (2 ч.).

Структура АП-21. Применение и толкование Авиационных правил.

Организации и эксперты, обеспечивающие сертификацию типа авиационной техники.

Независимая инспекция. Органы по летной годности в организации Разработчика AT.

Типовая конструкция. Модификация типовой конструкции образца.

Виды сертификатов, выдаваемые авиационными властями.

Тема 7. Этапы сертификации типа воздушного судна (4 ч.).

Этапы жизненного цикла воздушного судна и этапы сертификации образца авиационной техники.

Документы, используемые при сертификации типа авиационной техники. Заявка.

Сертификационный базис. План-график сертификации AT и материально-техническое обеспечение. Доказательная документация. Методы определения соответствия (МОС). Таблица соответствия.

Этап макета: назначение, задачи, решаемые при проведении макета AT. Организация работы макетной комиссии (МК). Оформление результатов работы МК.

Этапы СЗИ и СКИ: назначение, участники и организаторы, проводимые работы, оформление результатов.

Подведение итогов сертификационных работ. Карта данных. Содержание сертификата типа.

Тема 8. Сертификация производства авиационной техники (4 ч.).

Сертификация производства AT и его влияние на летную годность ВС. Типовая конструкция AT и ее воспроизведение при серийном производстве.

Система качества производства AT и входящие в нее подсистемы (функции).

Руководство по сертификации и надзору за производством изделий авиационной техники (Д 21.2В).

Этапы сертификации производства изделий AT: постановка на производство, подготовка предприятия к аудиту, аудит предприятия, контроль корректирующих действий, выдача документа Авиарегистра МАК.

Надзор за сертифицированным производством. Аудит производства авиационной техники. Сертификат летной годности нового воздушного судна.

Тема 9. Сертификация и конкурентоспособность AT гражданского назначения ( ч.).

Сертификация AT - составная часть конкурентоспособности AT на мировом рынке гражданской авиации. НЛГ - минимальные требования к безопасности полетов и экологической безопасности AT гражданского назначения.

Некоторые перспективные аспекты: автоматизация процесса выполнения полета для снижения риска от "человеческого фактора", полеты дальних магистральных двухдвигательных самолетов по программе ETOPS, организация нового вида управления воздушным движением с использованием концепции CNS/ATM и применением зависимого наблюдения за ВС, снижение риска травмирования пассажиров при аварийной посадке, улучшение качества воздуха в пассажирских салонах, радиационная безопасность полетов в арктических широтах, снижение уровня шума, эмиссии вредных веществ, уменьшение расхода топлива и др.

Тема 10. Особенности сертификации AT военного назначения (2 ч.).

Концептуальные отличия в принципах сертификации AT военного и гражданского назначения. Государственные органы сертификации AT военного назначения. Нормативная база сертификации AT военного назначения.

Этапы сертификации типовой конструкции AT. Этапы сертификации производства AT.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Авиационные правила, часть 21. Процедуры сертификации авиационной техники. ОАО «Авиаиздат». 1999.

Авиационные правила, часть 23. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. АО «Авиаиздат». 1997.

Авиационные правила, часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. ЛИИ им. М. М. Громова, 1994.

Авиационные правила, часть 29. Нормы летной годности винтокрылых аппаратов транспортной категории. ЛИИ им. М. М. Громова, 1995.

Руководство 21.2 В по сертификации и надзору за производством изделий авиационной техники (Д 21.2В). Авиарегистр МАК, 1995.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

1. Видеомагнитофон и видеокассеты по тематике курса.

2. Слайд-проектор.

НАЦИОНАЛЬНО-РЕГИОНАЛЬНЫЙ

(ВУЗОВСКИЙ) КОМПОНЕНТ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Сопротивление материалов Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина «Сопротивление материалов» входит в состав курса «Техническая механика», изучается в 3 и 4 семестрах. Целью данной дисциплины является освоение базовых основ инженерной подготовки инженера-механика, теоретическая и практическая подготовка в области прикладной механики деформируемого твердого тела, приобретение знаний, необходимых для изучения последующих дисциплин.

Задачей изучения дисциплины является овладение теоретическими основами и практическими методами расчетов на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций и машин, необходимых как при изучении последующих дисциплин, так и в практической деятельности инженеров, ознакомление с современными подходами к расчету сложных систем, элементами рационального проектирования конструкций.

Дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении курсов математического анализа, физики, теоретической механики, авиационного материаловедения.

Цель изучения курса сопротивления материалов. Место курса среди других дисциплин.

Основные определения. Реальный объект и расчетная схема. Классификация тел по геометрическим параметрам и применяемым математическим моделям. Классификация внешних сил. Гипотезы о свойствах материала. Опорные устройства.

Внутренние силы. Напряжения. Нормальное и касательное напряжения. Напряженное состояние в точке. Метод сечений.

Внутренние силовые факторы в поперечном сечении стержня и соответствующие им виды деформации.

Принцип неизменяемости начальных размеров. Принцип суперпозиции. Принцип СенВенана.

Тема 2. Центральное растяжение-сжатие прямого стержня (4 ч.).

Внутренние силовые факторы в стержне при центральном растяжении-сжатии.

Нормальная сила и нормальные напряжения в поперечных сечениях. Гипотеза плоских сечений.

Продольные и поперечные деформации. Коэффициент Пуассона. Закон Гука при одноосном растяжении-сжатии. Перемещение поперечных сечений стержня и его удлинение.

Потенциальная энергия деформаций.

Техника построения эпюр нормальных сил, нормальных напряжений, относительных и абсолютных продольных деформаций в стержне при силовом нагружении, использование дифференциальных зависимостей.

Статически определимые и статически неопределимые задачи на растяжение-сжатие.

Температурные деформации и напряжения. Нормальные напряжения. Жесткость и податливость, применение декомпозиции к расчету статически неопределимых систем на растяжение-сжатие.

Анализ напряженного состояния в точке при растяжении-сжатии.

Экспериментальное определение механических характеристик материалов при центральном растяжении и сжатии. Диаграмма условная и истинная. Механические характеристики материала. Пластические и хрупкие материалы. Закон разгрузки и повторного нагружения. Влияние температуры на механические характеристики. Ползучесть, последствие, релаксация. Длительная прочность.

Расчет на прочность по допускаемым напряжениям. Нормативный коэффициент запаса прочности. Условие прочности. Проектировочный расчет. Определение площади поперечного сечения, определение допускаемой нагрузки. Поверочный расчет, фактический запас прочности.

Расчет на жесткость, условие жесткости.

Явление сдвига. Чистый сдвиг. Анализ напряженного состояния при чистом сдвиге.

Связь между модулем упругости первого рода, модулем упругости второго рода, коэффициентом Пуассона. Потенциальная энергия деформации при сдвиге. Расчет элементов конструкций на срез.

Тема 4. Геометрические характеристики поперечных сечений (2 ч.).

Основные определения. Общие свойства геометрических характеристик. Статические моменты плоской фигуры, центральные оси, центр тяжести.

Изменение моментов инерции при параллельном переносе осей и повороте осей.

Главные оси и главные моменты инерции. Моменты инерции элементарных фигур. Алгоритмы определения главных центральных осей и вычисление главных центральных моментов инерции для нетонкостенных сечений. Особенности расчета геометрических характеристик тонкостенных сечений.

Виды изгиба стержня. Внутренние силовые факторы, дифференциальные зависимости при изгибе. Техника построения эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в балках.

Нормальные напряжения при чистом изгибе. Нормальные и касательные напряжения при поперечном изгибе.

Касательные напряжения в балках тонкостенного поперечного сечения. Центр изгиба.

Расчеты на прочность при изгибе. Критерий рациональности формы поперечного сечения балки по прочности.

Потенциальная энергия деформации балки при изгибе. Определение перемещений при изгибе. Интегрирование дифференциального уравнения упругой линии. Метод Мора. Правило Верещагина. Вычисление коэффициентов жесткости и податливости для балок.

Расчеты на жесткость. Критерий рациональности формы поперечного сечения по жесткости Внутренние силовые факторы при кручении. Классификация поперечных сечений стержней. Кручение бруса круглого и кольцевого поперечных сечений.

Кручение стержня тонкостенного замкнутого поперечного сечения.

Кручение стержня сплошного прямоугольного поперечного сечения.

Кручение стержня тонкостенного открытого сечения и составного сечения.

Обобщенные формулы для расчета стержней на кручение.

Дифференциальные и интегральные соотношения при кручении. Построение эпюр крутящего момента, максимальных касательных напряжений, погонного угла закручивания, угла закручивания.

Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Критерии рациональности формы поперечных сечений при кручении. Потенциальная энергия деформации при кручении. Расчет цилиндрических винтовых пружин малого шага.

Тема 7. Косой изгиб и внецентренное растяжение-сжатие прямого стержня (2 ч.).

Косой изгиб, напряжения в поперечном сечении, положение нейтральной линии.

Определение перемещений. Расчет на прочность и жесткость.

Внецентренное растяжение-сжатие. Определение напряжений. Уравнение нейтральной линии. Ядро сечения. Расчет на прочность.

Тема 8. Статически определимые стержневые системы (2 ч.).

Типы стержневых систем.

Пространственный брус малой кривизны. Напряжения в поперечных сечениях, деформации, потенциальная энергия деформации, интеграл Мора.

Особенности расчета перемещений в плоских стержневых системах (рамах, фермах, комбинированных системах) методом Мора. Определение взаимного перемещения сечений в плоских рамах.

Тема 9. Расчет статически неопределимых систем методом сил (2 ч.).

Связи. Необходимые и лишние связи.

Эквивалентная и основная системы. Канонические уравнения метода сил.

Коэффициенты канонических уравнений как податливости основной системы.

Расчет плоских статически неопределимых рам. Раскрытие статической неопределимости рам с замкнутыми контурами. Учет врезанных шарниров.

Использование прямой и обратной симметрии в рамах для раскрытия статической неопределимости.

Особенности применения метода сил для расчета статически неопределимых балок, ферм, комбинированных систем.

Тема 10. Напряженно-деформированное состояние в точке тела (4 ч.).

Понятие напряженного состояния в точке тела. Тензор напряжений. Вектор полного напряжения на произвольной площадке, проходящей через данную точку. Нормальное и касательные напряжения на площадке.

Главные площадки и главные напряжения. Определение величины главных напряжений и положения главных площадок.

Экстремальные касательные напряжения, площадки их действия.

Классификация напряженных состояний.

Круговая диаграмма Мора.

Анализ плоского напряженного состояния.

Главные площадки и главные напряжения в брусе при сложном нагружении.

Деформированное состояние в точке тела. Тензор деформаций. Аналогия между напряженным и деформированным состоянием.

Закон Гука для изотропного материала. Удельная потенциальная энергия деформации и ее деление на энергии изменения объема и формы.

Тема 11. Теории предельных состояний материала в точке (4 ч.).

Физические основы разрушений и текучести материалов. Принципиальная схема построения теории предельных состояний. Теория наибольших нормальных напряжений ( теория прочности). Теория наибольших линейных деформаций (2 теория прочности). Теория наибольших касательных напряжений (3 теория). Теория удельной потенциальной энергии изменения формы (4 теория). Теория Мора (5 теория).

Сопоставление теорий и их недостатки. Расчеты стержней на прочность при сложном напряженном состоянии. Расчет пространственных статически определимых и статически неопределимых рам. Расчет плоскопространственных рам.

Тема 12. Тонкостенные оболочки вращения при осесимметричном нагружении ( ч.).

Геометрия оболочки вращения, меридиональные и окружные сечения. Моментное, безмоментное и смешанное напряженное состояние в оболочке. Условие существования безмоментного напряженного состояния. Краевой эффект. Рациональные формы оболочек и их соединений.

Разрешающие уравнения безмоментных осесимметричных оболочек. Уравнение Лапласа. Уравнение равновесия части оболочки, отсеченной нормальным коническим сечением.

Теорема о проекции равнодействующей равномерно распределенного давления по некоторой поверхности на заданное направление.

Напряженное состояние в точке оболочки.

Примеры расчетов на прочность цилиндрических, конических и сферических оболочечных элементов резервуаров, топливных баков и сосудов давления.

Тема 13. Устойчивость сжатых стержней (4 ч.).

Задача Эйлера. Понятие потери устойчивости для идеального стержня. Критическая сила. Сопоставление результатов решения Эйлера с другими решениями. Ценность и недостатки идеальной модели.

Пределы применения формулы Эйлера. Устойчивость сжатых стержней за пределом пропорциональности. Зависимость критических напряжений от гибкости. Поверочный и проектировочный расчеты на устойчивость.

Энергетический метод определения критической нагрузки.

Тема 14. Продольно-поперечный изгиб (2 ч.).

Особенности задачи продольно-поперечного изгиба. Различные формы дифференциальных уравнений, описывающих продольно-поперечный изгиб. Зависимость максимальных прогиба и изгибающего момента от продольной и поперечной нагрузок.

Приближенная формула для расчета прогибов при продольно-поперечном изгибе.

Определение напряжений и запаса прочности с использованием приближенной формулы.

Понятие удара. Механические процессы, сопровождающие удар. Техническая теория удара. Удар по системе с одной степенью свободы без учета массы системы. Приведение массы системы в точку удара.

Удар по системе, масса которой сосредоточена в точке удара.

Элементы рационального проектирования систем при ударном нагружении.

Тема 1. Растяжение-сжатие стержневых систем (4 ч.).

Расчет статически определимых ферменных конструкций и стержневых систем. Расчет статически неопределимых стержней со ступенчатым изменением площади по участкам, нагруженных силами и распределенной нагрузкой, а также нагретых по данному закону.

Решение задач по построению эпюр внутренних силовых факторов в балках.

Расчет на прочность балок с разным типом поперечных сечений по нормальным напряжениям. Расчет касательных напряжений и построение эпюр. Определение положения центра изгиба для тонкостенных сечений.

Определение перемещений методом Мора. Правило Верещагина.

Расчет статически определимого и статически неопределимого ступенчатого стержня на кручение. Построение соответствующих эпюр.

1. Определение перемещений в балке при косом изгибе и в статически неопределимых 2. Исследование напряженного состояния в точке стержня при сложном нагружении и устойчивости сжатого стержня (4 ч).

В состав курсовой работы входят три следующих задачи:

Задача 1. Расчет плоских рам.

Построение эпюр в статически определимой плоской раме. Расчет статически неопределимой плоской рамы методом сил. Определение перемещений в рамах.

Задача 2. Расчет пространственных рам.

Для пространственной рамы предлагается построить эпюры внутренних силовых факторов. Для участков рамы рассчитать указанные типы сечений, используя теории прочности. Вычислить перемещение указанной точки рамы в заданном направлении.

Задача 3. Расчет стержней на устойчивость.

Выполняется проектировочный расчет стойки на устойчивость.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Горшков А.Г., Трошин В.Н., Шалашилин В.И. Сопротивление материалов - М.:

Физматлит, 2002. 544 с.

2. Сборник задач по сопротивлению материалов с теорией и примерами / под ред.

Горшкова А.Г., Тарлаковского Д.В. Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп.- М: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 632 с 3. Заславский Б.В. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Машиностроение, 1986.

4. Долинский Ф.В., Михайлов М.Н. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Высшая школа, 1988.432 с 5. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М.: изд.-во МГТУ им. Баумана, 1999. 591с.

1. Курсовые работы по сопротивлению материалов. Учебное пособие / Под ред.

Шалашилина В.И.-М.: МАИ, 1991.

Лабораторные работы по сопротивлению материалов. Под ред. Караванова В.Ф. - М.:

Караванов В.Ф. и др. Лабораторные работы по сопротивлению материалов на универсальном стенде СМУ. - М.: МАИ, 1989.

Вышедкевич И.У., Горшков А.Г., Костров В.К., Макаревский Д.И. Расчет статически неопределимых стержневых систем. - М.: МАИ, 1987.

Караванов В.Ф. и др. Учебное пособие к решению задач по курсу сопротивления материалов. -М.: МАИ, 1981.

Горшков А.Г. и др. Задачи рационального проектирования элементов авиационных конструкций в курсе СМ. - М.: МАИ, 1987.

Горшков А.Г. и др. Задачи оптимизации авиационных конструкций в курсе «Сопротивление материалов». - М.: МАИ, 1987.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Для выполнения лабораторных работ необходима оборудованная специальным образом лаборатория.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Детали машин и теория машин и механизмов Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина «Детали машин и теория машин и механизмов» входит в состав курса «Техническая механика», изучается в 4-ом семестре. Целью дисциплины является изучение основ анализа механизмов и машин, основ конструирования и методов расчета деталей механизмов и машин, а также основных положений в области взаимозаменяемости, стандартизации и технических измерений.

Задачей изучения дисциплины является усвоение студентами знаний по теории, расчету и конструированию деталей машин, механических узлов и передаточных механизмов с учетом предъявляемых к ним требований по технологичности, точности, прочности и наджности, взаимозаменяемости, минимальной массе и габаритам. Изучение дисциплины должно развивать у студентов инженерное мышление, умение творчески анализировать конструктивные решения деталей и узлов механизмов ЛА.

Тема 1. Задачи и краткое содержание курса, общие сведения о машинах и механизмах, основы проектирования и конструирования деталей и узлов механизмов ( ч.).

Вклад отечественных ученых в развитие науки о деталях машин. Общие сведения о машинах и механизмах, классификация механизмов: двигатели, передаточные и исполнительные механизмы. Силы, действующие на звенья механизма, трение в механизмах.

Стадии движения механизма, КПД механизма.

Классификация и требования, предъявляемые к деталям и узлам механизмов и машин.

Основные принципы и правила проектирования и конструирования. Этапы проектноконструкторской разработки машин.

Тема 2. Основы взаимозаменяемости и точность изготовления деталей (3 ч.).

Основные понятия взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок (ЕСДП).

Системы и виды посадок. Отклонения и допуски формы и расположения поверхностей.

Характеристики шероховатости поверхности; обозначение шероховатости на чертежах.

Тема 3. Механические передачи: зубчатая, червячная, передача винт - гайка ( ч.).

Назначение и классификация. Цилиндрические прямозубые зубчатые передачи.

Геометрические параметры. Материалы и конструктивные элементы зубчатых колес. Силы в зацеплении. Кинематический и силовой расчты. Контактная и изгибная прочность зубьев.

Особенности конических зубчатых передач. Понятие о червячной передаче и передаче винт гайка.

Тема 4. Валы и оси, их опоры, уплотнения подшипниковых узлов (3 ч.).

Назначение, конструктивные элементы и материалы валов и осей. Рекомендации по конструированию. Расчет вала на прочность. Подшипники скольжения и качения: назначение, области применения, условия работы. Подшипники скольжения: конструкция, материалы, смазка и расчет. Подшипники качения: классификация, конструкция, материалы, смазка.

Подбор подшипников качения и проверка их на долговечность и статическую грузоподъемность. Уплотнения подвижных и неподвижных соединений.

Тема 5. Соединения (4 ч.).

Типы соединений и области их применения. Резьбовые соединения. Назначение и конструкция крепежных деталей. Способы стопорения резьбовых деталей. Материалы. Понятие о расчте резьбовых соединений. Заклепочные соединения. Типы заклепок, виды и конструкция заклепочных соединений. Расчт элементов заклепочных соединений на прочность. Понятие о сварных, паяных, клеевых соединениях. Особенности их применения и проектирования.

Соединения вал - ступица. Виды соединений и их сравнительная оценка.

1. Точность измерения и мерительный инструмент (4 ч., тема 2).

2. Шероховатость поверхностей и соответствующие ей виды обработки (4 ч., тема 2).

3. Изучение конструкции прямозубого цилиндрического редуктора (4 ч., тема 3).

4. Резьбовые соединения и конструкции крепежных деталей. Способы стопорения резьбовых соединений (4 ч., тема 5).

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Прикладная механика. Под редакцией В.В.Джамая. - М.: Дрофа, 2004.

2. Детали машин и основы конструирования. Под редакцией Г.И.Рощина и Е.А.Самойлова.

3. Алексеева Н.А., Бонч-Осмоловский Л.А. и др. Основы расчета и конструирования деталей и механизмов летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1989.

4. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1975.

5. Чубиков В.Н., Джамай В.В., Евдокимова Т.А. Исследование и расчет деталей и узлов механизмов ЛА. - М.: МАИ, 1990.

3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Обучение проводится с использованием плакатов и образцов соответствующих деталей и узлов.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Основы механики нанокомпозитов Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Цель изучения дисциплины «Основы механики нанокомпозитов» – ознакомление студентов бакалавриата с особенностями композиционных материалов, обучение моделированию композитов, методам расчета и применения в элементах конструкций космической техники. Компетенции, приобретенные в процессе освоения дисциплины, являются основой как для последующего изучения прикладных дисциплин, входящих в программу подготовки магистра по направлению «Нанотехнология» с профилем подготовки «Функциональные наноматериалы для космической техники», так и для формирования окончательного компетентностного уровня бакалавра.

После изучения курса «Основы механики нанокомпозитов» студент должен знать и уметь использовать:

комплекс свойств и особенностей классических и наноструктурных композиционных макромеханику функционирования композиционных материалов на примере длинно- и коротковолокнистых композитов, макромеханику функционирования композиционных материалов на примере слоистого методы моделирования композиционных материалов с различной структурой, в том числе наноразмерной, методы решения задач, связанных с применением композиционных в элементах конструкций.

Курс «Основы механики нанокомпозитов» является фундаментальной научной дисциплиной при подготовке специалистов в области получения композиционных наноматериалов для космической техники.

Основой усвоения студентами данного курса являются знания, полученные ранее при изучении следующих дисциплин программы бакалавриата:

линейной алгебры и математического анализа;

обыкновенных дифференциальных уравнений и дифференциальных уравнений в частных производных;

вариационного исчисления;

Курс основан на современных достижениях механики. Сформулированные цели курса достигаются в процессе чтения лекций, проведения семинаров и при выполнении расчетной работы.

Тема 1 (2 ч.). Классификация композиционных материалов.

Классификация композиционных материалов по типу структуры и типу армирующих волокон. Основные особенности композиционных материалов.

Тема 2 (4 ч.). Микромеханика композиционных материалов.

Микромеханическое описание композиционных материалов. Волокнистые ориентированные композиционные материалы. Прочность однонаправленного волокнистого композиционного материала при различных видах нагружения. Упругие свойства материала, наполненного частицами.

Тема 3 (4 ч.). Макромеханика композиционных материалов.

Макромеханическое описание композиционных материалов. Определение упругих постоянных пакета слоистого композиционного материала. Композиционные материалы с симметричной структурой. Нитяная модель волокнистого композиционного материала.

Влияние искривления волокна на жесткостные свойства однонаправленного композиционного материала.

Тема 4 (2 ч.). Прочность композиционных материалов.

Прочность слоистых композиционных материалов. Критерии прочности изотропного материала. Критерии энергии формоизменения.

Тема 5 (2 ч.). Деформационные характеристики композиционных материалов.

Определение деформационных характеристик композиционного материала с учетом разрушения связующего. Особенности деформирования слоистого композиционного материала.

Тема 6 (2 ч.). Реология полимеров.

Реология полимерных материалов. Различные реологические модели полимеров.

Тема 7 (2 ч.). Реология композиционных материалов.

Реологические характеристики композиционного материала. Реологические модели.

Реологические свойства слоистого композиционного материала.

Тема 7 (2 ч.). Ползучесть композиционных материалов.

Теория ползучести. Этапы ползучести. Теории старения, течения, упрочнения.

Тема 9 (2 ч.). Явление наследственности.

Линейная теория наследственности Больцмана, Вольтера, Работнова Ю.Н. Физический закон линейной теории наследственности при одноосном растяжении.

Тема 10 (2 ч.). Вязкоупругое поведение композиционных материалов.

Принцип упругой – вязкоупругой аналогии. Замечание об интегральном преобразовании Лапласа. Теорема о свертке операционного исчисления. Использование аналогий для получения ядра релаксации по ядру ползучести. Соотношения линейной теории наследственности для плоского напряженного состояния.

Тема 11 (4 ч.). Основы моделирования нанокомпозиционных материалов.

Задача расчета композиционного материала с наночастицами. Дискретизация и классификация расчетных схем. Краткий исторический очерк развития наномеханики. Модели когезионных и адгезионных взаимодействий; простейшие модели межфазного слоя;

характеристики межфазного слоя, оценка свойств двухкомпонентного фрагмента.

Тема 12 (2 ч.). Эффективные свойства нанокомпозиционных материалов.

Модели эффективной матрицы, эффективного включения, эффективного объемного содержания, модель трех фаз. Энергетический метод осреднения, определение эффективных свойств, методы осреднения на основе решения Эшелби, решение Эшелби, матрица Эшелби.

Тема 13 (4 ч.). Взаимодействие длинноволокнистых наполнителей композиционнвх материалов с наночастицами.

Учет длины волокнистых наполнителей при взаимодействии с нано частицами.

Влияние размеров наночастиц на свойства матрицы и межфазного слоя. Влияние свойств адгезии и когезии наночастиц при взаимодействии с составляющими материала на свойства композитов. Построение расчетных моделей для определения эффективных модулей композитов.

Тема 14 (2 ч.) Модификация слоистых композиционных материалов наночастицами.

Введение в механику наполненных композитов с микро- и нановключениями; эффект усиления (неусиления) матриц. Механика усиленных слоистых композитов, пути увеличения сопротивления накоплению повреждений с использованием специальных технологических приемов. Учет влияния ориентации наночастиц на механические свойства композитов.

Построение конструктивных моделей расчета эффективных модулей композитов.

Занятие 1 (2 ч., тема 2). Определение модулей упругости волокнистого композиционного материала. Определение прочности волокнистого КМ при растяжении, сжатии и сдвиге в плоскости армирования.

Занятие 2 (2 ч., тема 3). Определение статических, геометрических, физических соотношений для слоистого пакета КМ.

Занятие 3 (2 ч., тема 4). Изучение критериев прочности изотропного материала, условия пластичности для ортотропного материала. Применение критерия прочности для материала с различными пределами прочности при растяжении и сжатии на конкретном КМ.

Рассмотрение критерия прочности для однонаправленного слоя.

Занятие 4 (2 ч., тема 6). Определение деформационных характеристик КМ с учетом разрушения связующего. Реологические характеристики КМ. Изучение моделей Максвелла, Фойгта, Томсона. Физические соотношения КМ с учетом реологии.

Занятие 5 (2 ч., тема 7). Этапы ползучести. Теории старения, течения, упрочнения для металлов. Реологические модели полимерных материалов. Варианты обобщенных реологических моделей.

Занятие 6 (2 ч., тема 9). Изучение линейной теории наследственности.

Экспериментальное определение ядра ползучести. Изучение принципа упругой - вязкоупругой аналогии. Применение линейной теории наследственности для плоского напряженного состояния.

Занятие 7 (2 ч., тема 12). Оценка эффективных свойств периодической структуры с использованием матрицы Эшелби для определения свойств наполненных композитов.

Занятие 8 (2 ч., тема 14). Оценка прочности в слоях слоистой системы с наночастицами.

Занятие 9 (2 ч., тема 14). Оценка роста поврежденности и разрушения в материале.

Решение задачи определения эффективных свойств композита, усиленного короткими включениями нанотрубками. Построение и анализ физической модели и физическая трактовка модулей упругости, ответственных за локальные межфазные взаимодействия. Построение решения методом Власова, определение зависимостей эффективных свойств от масштабных эффектов.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. – М.:

Машиностроение, 1988. – 272 с.

2. Дудченко А.А. Строительная механика пространственных композиционных конструкций. – М.: МАИ, 1997. 60 с.

3. Васильев В.В., Тарнопольский Ю.М. Справочник «Композиционные материалы» – М.:Машиностроение. 1990. 510с.

4. Шоршоров М.Х. и др. Композиционные материалы. – М.: Наука, 1981. 456 с.

5. Шоршоров М.Х. и др. Волокнистые КМ с металлической матрицей – М.:

Машиностроение, 1981. 272 с.

6. Ванин Г.А. Микромеханика композиционных материалов. Киев, Наукова думка, 1985.

7. Гольденблат И.И., Копнов В.А. Критерии прочности и пластичности конструкционных материалов. – М.: Машиностроение, 1968. 191с.

8. Портной К.И., Салибеков С.Е., Светлов И.Л. и др. Структура и свойства КМ. – М.:

Машиностроение, 1979. 255 с.

9. Межслойные эффекты в композиционных материалов / Под ред. Н.Пэйгано. - М.: Мир, 10. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М., Мир, 1982, 334 с.

11. Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М., МГУ, 1984, 12. Эшелби Дж. Континуальная теория дислокаций. М.Изд. Иностр. Лит.1963, 1. Устинов, K.Б., 2002, Некоторые частные случаи определения эффективных упругих характеристик тел с изолированными неоднородностями. Препринт 715 ИПМ РАН, 2. Лурье С.А., Белов П.А. Вариационная формулировка математических моделей сред с микроструктурами //Математическое моделирование систем и процессов, 2006, №14, Пермь, с. 114-132.

3. Бахвалов Н.С., Панасенко Г.П. Осреднение процессов в периодических средах. – М.:

Наука, 1984, 352с.

4. Конкин А.А., Коннова Н.Ф. Механические и физико-химические свойства углеродистых волокон. Журнал ВХО им Д.И.Менделеева, 1978. Т.13, №3, с. 259-263.

5. Немировский Ю.В. Об упругопластическом поведении армированного слоя. ЖПМТФ.

1969. №6, с.75-83.

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Технология получения функциональных наноматериалов Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Основными целями дисциплины «Технология получения функциональных наноматериалов» являются:

1. Усвоение студентами знаний о физической и химической природе наноразмерных эффектов, обеспечивающих получение функциональных материалов, а также о являющихся их следствием макроэффектах обеспечивающих эксплуатационные характеристики изделия.

2. Изучение основ методик оценки макроэффектов и разделение их на положительно и отрицательно влияющих на качество изделий.

3. Изучение и усвоение практических приемов управления макроэффектами с целью усиления (наследования) положительного и подавления (вплоть до полной компенсации) отрицательного влияния наноразмерных эффектов на показатели качества функциональных материалов.

4. Обеспечение профессиональной и психологической готовности специалистов к самостоятельной работе, включая исследование, оценку и управление наноразмерными эффектами в интересах повышения потребительной ценности продукции и повышения общественной производительности труда.

Задачами изучения дисциплины является приобретение студентами следующих компетенций:

- выявления, анализа и оценки наноразмерных эффектов в материалах различной природы;

установления причинно-следственных связей между наноразмерными и макроразмерными эффектами, проявляющимися при переработке наноматериалов в функциональные материалы;

- качественной и количественной оценки механизма наследования наноразмерных эффектов в процессах получения функциональных материалов;

- целенаправленного формирования последовательности процессов получения наноматериалов а также определения режимов протекания процессов в интересах стабильного обеспечения заданного качества изделий;

- выявления и сравнительного оценивания источников получения технического и экономического эффектов от практического использования наноразмерных эффектов.

Дисциплина «Технология получения функциональных наноматериалов» является прикладной специальной дисциплиной, обеспечивающей базисный уровень знаний и умений в области повышения эффективности общественного производства за счет практического учета влияния наноразмерных эффектов на характеристики заготовок и полуфабрикатов, используемых для изготовления конечных изделий.

Теоретической и практической основой для усвоения студентами данной дисциплины служат знания и умения, приобретенные ими при изучении предшествующих дисциплин:

физики, химии, материаловедения и технологии обработки конструкционных материалов.

Контроль знаний студентов осуществляется с использованием рейтинговой системы посредством рубежного контроля усвоения лекционного материала, выполнения практических занятий и лабораторных работ, а также написания реферата.

Введение (2 ч.) Цель, задачи, структура и объем изучаемой дисциплины. Требования к знаниям и умениям, приобретаемым в результате изучения курса.

Связь между изменениями структуры материала, проявляющимися на наноразмерном уровне (100…10-3 мкм) и свойствами изделий, фиксируемыми на макроуровне (макроэффекты).

Тема 1. (2 ч.) Общая характеристика процедур учета эффектов, происходящих в материале на наноразмерном уровне, при создании изделий высшего уровня качества.

Агрегат «материал – конструкция - технология» (МКТ) как обект исследования и оптимизации с целью создания изделий, имеющих заданную потребительную стоимость и обеспечивающих наивысшую общественную производительность труда.

Цепочка «получение исходной композиции материала – переработка исходной композиции в заготовки и полуфабрикаты - изготовление деталей – сборка изделий» как объект управления с целью материализации в изделие требований, установленных при разборке агрегата МКТ.

Уточнение свойств материала и/или заготовки как единство задач усиления их положительного влияния на эксплуатационные свойства изделий и ослабления, вплоть до максимально возможной компенсации, их отрицательного влияния.

Тема 2. (2 ч.) Физико-химические основы строения функциональных наноматериалов.

Кристаллическая структура как основа существования подавляющего большинства твердых тел. Понятие об атомном радиусе (10-10м=10-1 нм) и межатомном расстоянии (0,15 … 0,40 нм) как диаметре сферы, внутри которой наблюдаются равновесные взаимные расположения атомов.

Химическая связь между атомами и классификация кристаллов по характеру проявления сильных химических связей: ионных, ковалентных, металлических и молекулярных.

Геометрическая модель кристаллической структуры материала. Понятие элементарной ячейки кристалла. Пространственная корреляция характеристик микроструктуры материала в пределах макроскопического объема (дальний порядок) и в области с конечным радиусом корреляции (ближний порядок). Способы упорядочения структуры материала как средство целенаправленного изменения свойства.

Поликристаллическая микроструктура твердых материалов как совокупность множества отдельных ориентированных кристаллических зерен (кристаллитов), межзеренного вещества и поверхностей их раздела. Понятие о монокристаллах.

Классификация исходных композиций наноматериалов по химическому составу, распределению и форме структурных составляющих. Нанопорошки как базовый вариант существования исходной структуры наноматериалов. Характеристика нанокристаллитов с характерным размером 100 нанометров.

Идеальная кристаллическая структура. Дефекты в кристаллитах. Классификация дефектов: точечные (смещения атомов от идеальных позиций, замещение этих атомов атомами примесей, вакансии в решетке, атомы внедрения и т.п.) линейные и двумерные дислокации.

Роль технологии переработки исходных наноматериалов в заготовки и полуфабрикаты в решении задачи сближения характеристик прочности наноматериала и прочности конструкции.

Тема 3. (4 ч.) Технологические основы изготовления объемных наноматериалов.

Понятие объемных наноматериалов.

Нанопорошок как совокупность индивидуальных твердых тел размером от 10 0 нм до нм.

Технологические основы переработки исходных нанопорошков в объемные заготовки деталей. Сущность технологической схемы реализации и области рационального применения способов переработки исходных нанопорошков в заготовки посредством:

- компактирования порошков (обычное прессование, горячее прессование и ковка) с последующим спеканием;

- интенсивной пластической деформации за счет создания напряжений объемного сжатия и касательных напряжений кручения, многоканального углового прессования;

- контролируемой кристаллизации из расплава (исходное состояние материала, характеризуемого только ближним порядком).

Технологические основы получения наноструктурных пленок. Сущность, технологической схемы реализации и области рационального применения способов получения пленок на основе тугоплавких материалов посредством:

- термического испарения исходного материала при различных способах нагрева;

- ионного осаждения наноматериала;

- осаждения из исходной газовой фазы;

- термического разложения исходных материалов.

Тема 4. (2 ч.) Технология получения твердых нанокомпозиционных материалов.

Понятие и классификация нанокомпозиционных материалов.

Технология получения металлических материалов посредством кристаллизации из аморфных и пластической деформации исходной кристаллической структуры. Характерные дефекты материалов, способы управления количеством и величиной дефектов. Сравнительная характеристика и области рационального применения материалов.

ультрамелкодисперсной структуры (с размерами зерен порядка 100мкм).

Технология получения волокнистых металлических материалов с армирующим боровольфрамовыс волокном и алюминиевой матрицей. Слоистые металлические материалы, состоящих из металлической основы с наклееным на нее упрочняющим слоем (боровольфрамовые волокна с термореактивной пластмассовой матрицей).

Технология получения керамических наноматериалов на основе оксидов, карбидов, боридов и других неорганических соединений. Характеристика процессов измельчения исходного сырья, формования заготовки, сушки и обжига, механической обработки.

Технология получения полимерных композиционных материалов с использованием в качестве армирующих волокон углеродных нанотрубок и реактопластовой матрицы.

Характеристика процессов приготовления исходных композиций, литья и формования по матрице.

Технология получения волокнистых композиционных материалов с углеродным армирующим волокном и термореактивным (эпоксидоподобным) связующим – базовая разновидность волокнистых композиционных материалов.

Технология изготовления связующего. Принципиальная важность, способы и объекты контроля качества при изготовлении компонентов. Технологические приемы управления сроком жизни связующего. Способы отверждения связующего.

Технология изготовления углеродных волокон: формование исходного волокна из полиакрилонитрилового полимера (ПАМ - волокон). Характеристики процесса постепенного увеличения объемной доли углерода и упорядочения ориентации углеродных кристаллов.

Технология изготовления препрегов (предварительно приготовляемых материалов):

нанесение связующего на непрерывные волокна; укладка волокон в виде лент со строго осевой ориентацией волокон; ламинирование лент с целью сохранения ориентации волокон и предотвращения слипания лент друг с другом. Сортамент поставки препрегов в виде свернутых в рулон лент, мерных лент.

Технология формования изделий из препрегов: раскрой ткани на заготовки требуемой формы; укладка заготовок со строгим соблюдением направлений ориентации волокон для каждого из слоев; вакуумное формование изделия в автоклаве с использованием эластичных диафрагм. Объекты контроля в процессе укладки препрегов и формования изделий. Роль автоматизации процесса изготовления изделий в стабильном обеспечении их качества.

Изготовления изделий – тел вращения намоткой армирующего материала в виде ровинга (жгута) или нити (пряжи) на оправку. Две основные схемы намотки: полюсная (на неподвижную оправку) и спиральная (на вращающуюся оправку). Различные варианты чередования направлений волокон в слоях. Характеристика средств технологического оснащения используемых при изготовлении изделий намоткой.

Контроль качества процесса намотки. Роль автоматизации процесса намотки в обеспечении стабильного качества изделий. Отверждение связующего в печах, обеспечивающих заданную скорость и высокую равномерность нагрева.

Тема 5. (2 ч.) Технология получения функциональных материалов.

Технология получения металлических материалов, обладающих эффектом «памяти формы». Зависимость величины эффекта от химического состава и структуры материала.

Механизм запоминания кристаллической структуры макроформы материала. Технология придания материалу запоминаемой формы и исходной формы. Термомеханические режимы прямого и обратного перехода форм материала к запоминаемой. Области рационального применения материалов, обладающих эффектом «памяти формы».

Особенности технологии получения органических материалов, обладающих эффектом «памяти формы».

Технология получения магнитомягких материалов. как основного материала магнитопроводов. Ключевая роль качества процессов мехнической и термической обработки, выполнения операций сборки магнитопроводов. Особенности изготовления ленточных магнитопроводов.

Технология получения магнитотвердых материалов, как основы для изготовления постоянных магнитов. Разновидности магнитотвердных магнитов: литые, металлокерамические, магнитопласты и магнитотвердые ферриты. Особенности получения магнитоизотропных и магнитоанизотропных материалов. Типовые технологические процессы изготовления постоянных магнитов.

Технология изготовления нанопористых металлических и полимерных мембран для разделения смесей на компоненты посредством использования явлением массопереноса.

Материалы для реализации барометрических процессов разделения жидких сред (микрофильтрация частиц различного происхождения с характерным размером 0,02 … 10мкм, ультрафильтрация частиц с характерным размером 0,01…0,02 мкм, обратный осмос при размере частиц 0,001 … 0,02 мкм). Диализных процессов разделения веществ с разными молекулярными весами и электродиализных для разделения электролитов. Требования к материалу мембран: разделительная способность (селективность), удельная производительность (проницаемость), химическая стойкость.

Тема 6. (2 ч.) Использование наноразмерных эффектов при изготовлении инструментальных материалов.

Технологичсекие проблемы механической обработки вязких сталей и сплавов и фасонных заготовок из титановых сплавов. Проблема создания комфортных условий на поверхностях контакта инструмента, обрабатываемого материала и стружки.

Физические и металлургические особенности изготовления спекаемых твердых сплавов на основе карбидов вольфрама и титана и металлокерамических материалов на основе глинозема Al2O3.

Конструкция инструментов с механическими креплением сменных пластин. Различие способов переноса (амортизации) стоимости универсальных корпусов инструментов и специальных сменных пластин на технологическую себестоимость готовой продукции.

Соотнесение долей амортизируемых затрат на корпус и сменную пластину в удельных затратах на инструмент, т.е. в суммарных затратах на инструмент на единицу периода стойкости инструмента.

Индивидуальный характер зон оптимальных режимов резания для конкретной конструкции пластины, марки материала (возможно группы марок материала) детали и видов механической обработки резанием. Перспективы замены абразивной обработки на лезвийную обработку при изготовлении деталей из высоковязких сталей и сплавов.

Источники получения технического эффекта при замене традиционных инструментов на инструменты с механическим креплением металлокерамических пластин. Источники получения экономического эффекта от использования инструментов со сменными металлокерамическими режущими пластинами, прежде всего за счет сокращения основного времени обработки деталей.

Занятие 1. (2 ч., Тема 5) Расчет исполнительных размеров деталей из материалов, обладающих эффектом памяти формы.

Занятие 2. (2 ч., Тема 5) Разработка директивного технологического процесса изготовления магнитопроводов из магнитомягких материалов.

Занятие 3. (2 ч., Тема 5) Разработка директивного технологического процесса изготовления шихтовых магнитопроводов.

Занятие 4. (2 ч., Тема 5) Разработка директивного технологического процесса изготовления постоянных магнитов.

Занятие 5. (2 ч., Тема 5) Расчет параметров нанопористых материалов для решения задач разделения материалов.

Лабораторная работа (8 ч., тема 7.) Технико-экономическое обоснование использования инструментов, оснащенных режущими пластинами из металлокерамических материалов.

Цель работы: сравнительный анализ преимуществ и недостатков традиционного металлорежущего инструмента, и инструмента оснащенного металлокерамическими режущими пластинами.

Раздел 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Конспект лекций по дисциплине, отчеты по практическим занятиям и лабораторной работе, реферат.

2. Физическая энциклопедия/ гл. ред. А.М. Прохоров – М.: Сов. Энциклопедия, Т1, 1988, 704с, ил., Т2, 1998, 704с., ил.

3. Технологические основы обеспечения качества машин/ Под общ.ред.

К.С.Колесникова. – М.: Машиностроение, 1990-256 с.: ил.

4. Справочник по композиционным материалам: в 2-х кн. – М.: Машиностроение, 1988, Т1 – 448 с., ил.: Т2 – 584 с.: ил.

5. Головин Ю.Н. Введение в нанотехнику. – М.: Машиностроение, 2007 – 496 с.: ил.

6. Андриевский Р.А., Рагуля А.В., Наноструктурные материалы. М.: Академия, 2005.192 с.

7. Батаева А.А., Батаев В.А. Композиционные материалы М.: Логос, 2006. 242с.: ил.

ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВЫБОРУ

СТУДЕНТА, УСТАНАВЛИВАЕМЫЕ

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ПРОГРАММА

дисциплины Основы технологии материалов Раздел 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Учебная дисциплина «Основы технологии материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них заготовок, деталей и изделий.

Основная задача дисциплины - изучение студентами физико-химических основ и технологических особенностей процессов получения и обработки материалов применительно к проектированию и производству авиационных двигателей, принципов устройства типового оборудования, инструментов и приспособлений, технико-экономических и экологических характеристик технологических процессов и оборудования, а также областей их применения.

В результате изучения дисциплины студент должен: знать сущность методов получения основных металлических и неметаллических материалов, а также технологические особенности методов формообразования и обработки заготовок для изготовления деталей заданной формы и качества.

Студент должен уметь: выбирать рациональный материал и способ получения и обработки заготовок, исходя из заданных эксплуатационных требований к детали разрабатывать с учетом заданной формы детали, материала и выбранного технологического процесса оптимальную технологическую форму заготовок.

Тема 1. Введение (2 ч.).

Определение, цель дисциплины, ее роль и место в конструкторско-технологической подготовке дипломированного специалиста. Вклад технологии в развитие новых видов производства авиационных двигателей, повышение их экономической эффективности, обеспечение качества промышленной продукции.