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)

УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

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 механизма усталостного разрушения, характеристик усталостной прочности, расчетных методов определения запасов выносливости и долговечности для уточнения проектных расчетов деталей машин и конструкций и показателей их долговечности.

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

Дисциплина «Усталостная прочность деталей машин» 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 «Усталостная прочность деталей машин» является предшествующей для освоения дисциплин: «Математическая теория надежности», «Детали машин», «Подъемно-транспортные машины», «Металлургическое оборудование», «Основы проектирования машин», выпускная бакалаврская работа.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Усталостная прочность деталей машин»:

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 «Усталостная прочность деталей машин»

обучающиеся должны Знать:

1. механизм усталостного разрушения и характер усталостных изломов;

2. характеристики усталостного разрушения, вероятностная диаграмма усталости;

3. факторы, влияющие на сопротивление усталости;

4. методы расчета деталей машин по коэффициенту запаса прочности;

5. методы расчета деталей машин на ограниченную долговечность.

Уметь:

1. определять механизм разрушения по характеристикам изломов;

2. рассчитывать детали машин на усталостную прочность, выносливость и долговечность;

3. выбирать технологические, конструктивные и эксплуатационные методы повышения сопротивления усталостному разрушению.

Иметь навыки:

1. проектных расчетов деталей машин на усталостную прочность и долговечность.

4. Структура и содержание дисциплины «Усталостная прочность деталей машин»

Общая трудоемкость составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

1 Теоретическая и реальная прочность 2 Механизм усталостного разрушения прочности и кривой усталости 3 Статистические оценки нагруженности деталей машин 4 Расчет на прочность деталей машин по 5 Расчет на выносливость деталей переменной нагруженности 6 Определение срока службы деталей 7 Малоцикловая усталость 4.3. Тематика лекций и практических занятий Прочность реальных деталей, напряженной Усталость, усталостные трещины, механизм усталостного разрешения и характер усталостных изломов.

3 Закономерности развития усталостных трещин, циклы нагружения, кривая Велера, уравнение усталостной прочности.

Диаграммы усталости.

Параметры кривой усталости, факторы, влияющие на сопротивление усталости:

концентрация напряжений, размеры, фреттнгкоррозия, качество обработки поверхности, коррозия, упрочняющая поверхностная обработка, частота нагружения, высокотемпературная усталость Статистическая оценка характеристик переменной нагруженности. Методы схематизации случайных процессов изменения нагрузки (максимумов, экстремумов, размахов, полных циклов, пересечений) Статистическая оценка расчетных характеристик нагруженности. Применение теории случайных функций.

Расчет на прочность деталей машин при нагрузках, переменных во времени по коэффициенту запаса прочности Расчет на выносливость при нерегулярной переменной нагруженности. Приведение нестандартных ассимметричных циклов нагружения к симметричным циклам Определение срока службы детали с оценкой Расчет деталей машин на малоцикловую усталость при высоких уровнях 4.4. 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.

6. 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. Терентьев В.Ф. Усталочная прочность металлов и сплавов [Текст] Терентьев В.Ф. – М.:

ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ, 2002. – 289 с., илл.

2. 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/ 3. Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени – М.:

Машиностроение, 1977 (Б-ка расчетчика), - 232 с., илл.

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.

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