Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Липецкий государственный технический университет»

Металлургический институт

УТВЕРЖДАЮ

Директор

металлургического института

В.Б. Чупров

«_»2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

МЕХАНИКА РАЗРУШЕНИЯ

Направление подготовки Технологические машины и оборудование Профиль подготовки Металлургические машины и оборудование Квалификация (степень) выпускника бакалавр Форма обучения очная г. Липецк – 2011 г.

1. Цели освоения дисциплины Изучение теоретических основ разрушения материалов при сложном напряженном состоянии, закономерностей возникновения и роста трещин, уточнение методов прочностных расчетов деталей машин и конструкций.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО «Технологические машины и оборудование».

Дисциплина «Механика разрушения» относится к дисциплинам по выбору студентов вариативной части профессионального цикла.

«Базовыми» дисциплинами являются: математика, физика, сопротивление материалов, материаловедение.

В результате изучения «базовых» дисциплин обучающийся должен:

Знать:

- основы теории вероятности и математической статистики;

- строение материалов;

- основы теории упругости;

- физические свойства металлов.

Уметь:

- вычислять статистические характеристики случайных событий и процессов;

- определять напряжения в твердых телах при растяжении, сжатии, кручении.

Иметь навыки:

- расчета статистических характеристик по экспериментальным данным;

- расчетов на прочность при статическом нагружении.

Дисциплина «Механика разрушения» является предшествующей для освоения дисциплин: «Математическая теория надежности», «Детали машин», «Подъемнотранспортные машины», «Металлургическое оборудование», «Основы проектирования машин», выпускная бакалаврская работа.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Механика разрушения»:

умеет проверять техническое состояние и остаточный ресурс технологического оборудования, организовывать профилактический осмотр и текущий ремонт оборудования (ПК-4);

умеет применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения (ПК-21);

способен принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-22);

умеет применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их предупреждению (ПК-26).

В результате освоения дисциплины «Механика разрушения» обучающиеся должны Знать:

1. основы, теории упругости, напряженно-деформированное состояние, физическую природу и критерии разрушения;

2. влияние структуры материала, условий эксплуатации и режимов нагружения на скорость распространения трещин;

3. принципы торможения роста трещин.

Уметь:

1. определять механизм и причины разрушения по характеристикам изломов;

2. определять сопротивление материалов разрушению.

Иметь навыки:

1. расчетов сопротивления разрушению, показателей циклической и малоцикловой прочности элементов машин и конструкций.

4. Структура и содержание дисциплины «Механика разрушения»

Общая трудоемкость составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Общий объем учебной работы и контроля Курс 1 Основы механики роста трещин 2 Основы механики усталостного Эксплуатационные нагрузки факторы.

3 Расчеты на усталость по нагрузках, переменных во времени.

4 Расчеты на выносливость деталей машин Срок службы деталей машин 5 Напряжения в вершине трещины, трещин, основные принципы обеспечения надежности конструкций 4.3. Тематика лекций и практических занятий Механика роста трещин. Разрушение сколом, вязкое и усталостное, коррозионное Распространение усталостной трещины, распространения трещины. Критерии усталостного разрушения. Уравнение и Циклы нагружения. Полная диаграмма усталости. Малоцикловая и длительная усталостная прочность Факторы, влияющие на сопротивление усталости деталей машин: деталей машин:

концентрация напряжений, размеры, качество обработки, коррозия, упрочняющие технологии, частота нагружения.

Расчет на прочность деталей машин при нагрузках, переменных во времени по коэффициенту запаса усталостной прочности Гипотеза линейного суммирования повреждений. Схематизация случайных процессов нагружения.

Расчет на выносливость при нерегулярной переменной нагруженности. Определение срока службы деталей с оценкой вероятности разрушения.

Трещины в конструкциях, напряжения при вершине трещины, критерий Гриффитса.

Энергетический принцип. Динамика роста Торможение роста трещин. Основные принципы, практические методы. Средства обеспечения надежности конструкций.

3. Курсовая работа Целью выполнения курсовой работы является практическое освоение методик, методов расчета характеристик усталостной прочности деталей машин, проектного расчета срока службы деталей.

Объектом разработки в курсовой работе является деталь типа вала, спроектированная по критериям статической прочности в ходе параллельно выполняемого курсового проекта по дисциплине «Детали машин».

Исходными данными являются:

а) рабочий чертеж детали;

б) спектр эксплуатационных нагрузок;

В пояснительной записке к курсовой работе разрабатываются следующие вопросы:

1. Расчет характеристик кривой усталости для разрабатываемой детали.

2. Систематизация характеристик нагруженности детали.

3. Расчет коэффициента усталостной прочности.

4. Расчет ограниченной долговечности и срока службы детали, вероятности разрушения.

Индивидуальные задания на курсовую работу выдаются в первую неделю семестра.

На выполнение работы предусмотрено 12 часов индивидуальной работы (консультаций) и 42 часа самостоятельной.

В течение семестра осуществляется поэтапный контроль выполнения работы.

5. Образовательные технологии В учебном процессе наряду с традиционными (классическими) технологиями применяются активные и интерактивные формы занятий, объем которых составляет 25 %.

Основной задачей данных форм является активное включение обучающихся в решение конкретных задач как во время занятий, так и в самостоятельной работе, с последующим коллективным (групповым) обсуждением результатов.

Активные методы применяются как при проведении лекционных, так и практических занятий, суммарным объемом не менее 20 % аудиторных.

Так, при проведении лекционных и практических занятий преподаватель формулирует проблемную ситуацию и предлагает ее к обсуждению группе. В ходе обсуждения, обмена мнениями, находится нужное техническое решение.

5. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Текущий контроль успеваемости и аттестация осуществляются на основе оценки выполнения разделов курсовой работы (на индивидуальных консультациях), структура которой соответствует структуре учебного курса и позволяет осуществить поэтапный контроль. Кроме этого, степень освоения дисциплины контролируется и оценивается в ходе практических занятий, проходящих в режиме активного группового обсуждения проблемных учебных заданий с экспресс-опросом студентов.

По окончании семестра проводится промежуточная аттестация в виде защиты курсовой работы и устного зачета.

Информационное обеспечение самостоятельной работы включает перечень интернет ресурсов, библиотечный фонд, фонд нормативно-справочной литературы.

Рейтинговая система оценки знаний:

Практические занятия – 40 баллов Разделы курсовой работы – 60 баллов Итого: 100 баллов 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля) а) основная литература:

1. Броек Д. Основы механики разрушения. Лейден, 1974. Пер. с англ. – М.: Высш. школа, – 368 с., илл.

2. Матвиенко Ю.Г. модели и критерии механики разрушения [Текст] /Матвиенко Ю.Г. – М.:

Физматиз, 2006. – 328 с., илл.

3. Богатов А.А. Механические свойства и модели разрушения металлов. Учебн. пособие для вузов. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. - 329 с., илл, http://www.twirpx.com/file/ 4. Гребеник В. М. Надежность металлургического оборудования (оценка эксплуатационной надежности и долговечности). Справочник /Гребенник В.М., Цапко В.К. – М.:

«Металлургия», 1980. – 344 с., илл.

б) дополнительная литература:

Павлов П.А. Основы инженерных расчетов элементов машин на усталость и длительную прочность. – Л., Машиностроение. Ленинг. Отд-ие, 1988. – 250 с., илл.

Кособлин Ф.И. Расчет деталей механизмов и машин на усталочную прочность. – Хабаровск. Изд-во ДВГУПС, 2000. – 39 с.

Коновалов Л.В. Нагруженность, усталость, надежность деталей металлургических машин. – М.: «Металлургия», 1981. – 280 с., илл.

Гордон Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи. Пер. с англ. В.Д. Эфроса /Под ред. С.Т. Ниленко. – М.: Мир, 1980, - 390 с., илл.

Херцберг Р.В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. Пер. с англ. /Под ред. Бернштейна М.Л., Ефименко С.П. – М.: Металлургия, 1989. – 576 с., илл.

Партон В.З. Механика разрушения, от теории к практике. – М.: Наука, 1990. – 238 с., илл.

в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы 1. www.mexanik.net.ru 2. www.bookshunt.ru 3. www.elibrary.agni-rt.ru:8000/ 4. www.bamper.info/ 5. www. Magentabook.com/ 6. www.twirpx.com/ 7. www.bibliofond.ru 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины - интерактивный компьютерный комплекс для электронного сопровождения лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки «Технологические машины и оборудование» и профилю «Металлургические машины и оборудование»

Программа одобрена на заседании кафедры металлургического оборудования 23.09.2011 г., протокол № Зав. кафедрой металлургического оборудования, председатель ОПН А.П. Жильцов