«Секция 2 Научные и методические аспекты технического образования Содержание НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СУХИХ ОТСЕКОВ РАКЕТ Абдурахимова Р.И., Фролова О.А РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА ОЦЕНКИ УСПЕВАЕМОСТИ ...»

Рисунок 4 Расчетная схема вала (а) и эпюра напряжений (б) Помимо практических занятий в курсе сопротивления материалов выполняются лабораторные работы, которые являются неотъемлемой частью курса. Современная программа предусматривает проведение цикла лабораторных работ, в ходе которых решаются две принципиально разные проблемы. С одной стороны, проводится экспериментальная проверка справедливости допущений и гипотез, применяемых в теоретических выкладках при выводе окончательных формул. С другой стороны, расчет конструкций или их отдельных элементов не может быть произведен без знания важнейших механических характеристик материала: предельно допустимых напряжений и упругих постоянных материала (модулей упругости Е и G, и коэффициента Пуассона ), которые определяются опытным путем. Таким образом, основными задачами лабораторного практикума являются:

исследование механических свойств и определение механических характеристик материалов, опытная проверка теоретических выводов и законов, а также изучение студентами современных экспериментальных методов исследования напряженного и деформированного состояний материала и обработки экспериментальных данных. При подготовке студентов в соответствии с ФГОС ВПО и СПО поставленные задачи решаются с помощью комплекта виртуальных лабораторных работ COLUMBUS.

В качестве примера рассмотрим испытание на растяжение стального образца на испытательной машине типа ГМС-50 (УММ-50, Р-50). 3D-модели машины и образца позволяют визуально наблюдать удлинение образца, изменение напряжений в поперечном сечении и образование у образца шейки при превышении усилием значения, соответствующего пределу прочности материала образца (в зависимости от характеристик материала). Имитационный эксперимент позволяет осуществлять пошаговое или непрерывное нагружение образца, выполнять разгрузку в произвольный момент времени, фиксировать диаграмму в координатах «нагрузка – удлинение». По окончании эксперимента, программа позволяет графически выделить зоны деформации.

Имеется индикации координат произвольных точек диаграммы. Учитывается статистический разброс характеристик материала образцов. Характеристики образцов хранятся в базе данных. База данных материалов может редактироваться с помощью специальной программы (matedit.exe), что позволяет расширять список материалов по результатам собственных испытаний. Имеется возможность персонификации результатов эксперимента.

Результаты могут быть сохранены в файле и выведены на печать. Интерфейс программы приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 Испытание стального образца на растяжение Внедрение в учебный процесс виртуальных лабораторных работ обусловлено тем, что имеющееся испытательное оборудование сильно изношено и не поддается регулировке и, как следствие, поверке. Кроме того, индивидуальные виртуальные испытания для каждого студента открывают новые методические возможности при изучении дисциплины «Сопротивление материалов».

Таким образом, в результате изучения с помощью виртуальных технологий рассмотренных дисциплин в большинстве случаев удается мотивировать студентов на изучение тяжелых для первого и второго курсов дисциплин. При этом главное – не оставить студентов безучастными к изучению инженерных наук.

6. Горелов, С. Н. Комплексное применение САПР при подготовке студентов технических специальностей [Электронный ресурс] / С. Н. Горелов, А. В.

Попов, И. В. Руднев // Вызовы ХХI века и образование : материалы всерос.

науч.-практ. конф., 3-8 февраля 2006 г. / Оренбург. гос. ун-т. - Оренбург : ГОУ ОГУ, 2006. – [Секция 13, с. 27-34]. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Загл. с этикетки диска. – ISBN 5-7410-0650-7.

2. Горелов, С. Н. Современные подходы к повышению качества общеинженерной подготовки специалистов [Электронный ресурс] / С. Н. Горелов, П. Н.

Ельчанинов // Развитие университетского комплекса как фактор повышения инновационного и образовательного потенциала региона: материалы всерос.

науч.-практ. конф., 7-9 февраля 2007 г. / Оренбург. гос. ун-т.- Оренбург : ГОУ ОГУ, 2007. – [Cекция 24, с. 24-28]. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Загл. с этикетки диска. – ISBN 978-5-7410-0705-1.

3. Горелов, С. Н. Инженерный анализ конструкций с помощью современных компьютерных технологий [Электронный ресурс] // С. Н. Горелов, В. В.

Шелофаст // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : материалы Всерос. науч.-метод. конф., 1-3 февраля 2012 г.

/ Оренбург. гос. ун-т. – Оренбург : ОГУ, 2012. – [С. 80-86]. - 1 электрон. опт.

диск (CD-ROM). – Загл. с этикетки диска. - ISBN 978-5-4418-0022-8.

ВЛИЯНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

НА ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ

БАКАЛАВРОВ

Бузулукский гуманитарно-технологический институт строительства обязательно должно развивать у студентов творческое мышление, способность ориентирования в разнообразных профессиональных ситуациях, прививать навыки принятия решений, способность к самообразованию, самореализации.

Формирование профессиональной компетентности бакалавров необходимо выполнять с применением инновационных образовательных технологий. Одной из таких технологий является метод проектов.

Метод характеризуется употреблением теоретических знаний на практике для решения конкретных задач или проблем в совместной деятельности студентов и активно применяется во многих странах.

Метод проектов актуален и очень эффективен. Он дает студенту возможность проведения экспериментов, синтез полученных знаний, развитие творческих способностей и коммуникативных навыков, что позволяет ему успешно адаптироваться в изменяющейся обстановке.

Основные характеристики метода проектов [1]:

-концентрация на личностном развитии студента и значимой для него, профессионально ориентированной деятельности;

-индивидуальное планирование времени выполнения;

-комплексность, способствующая сбалансированному развитию психических и физиологических функций;

-универсальность применения багажа знаний в различных ситуациях, помогающая глубже и осознанно усвоить базовые познания и расширить их при необходимости;

-наличие конечного продукта в виде проекта, презентации, доклада и т.п.

Проекты, предлагаемые студентам к выполнению, имеют несколько целей. Когнитивные цели: познание окружающей действительности, формирование интеллектуальных навыков для решения возникающих проблем, овладение навыками работы с нормативной и справочной литературой и постановки эксперимента: выдвижение гипотезы, планирование путей реализации ее проверки, опытно-экспериментальное испытание, технику проведения опытов и обеспечения безопасности, анализ и обобщение данных, формулирование выводов. Деятельностные цели предусматривают овладение навыками самоорганизации; умением ставить перед собой реальные цели, планировать деятельность; развитие навыков групповой работы, освоение техники ведения дискуссии. Творческие цели включают создание компьютерной презентации для отчета по разрабатываемому проекту, конструирование, моделирование, проектирование, эскизирование и т.д.

Темы проектов, вызывающие наибольшую заинтересованность у студентов строительных специальностей:

- обследование технического состояния конструктивных элементов и оценка их надежности;

- строительство или реконструкция зданий в районе проживания студента с действительными инженерно-геологическими данными;

- макетирование или создание 3D моделей.

Студенты в ходе учебного процесса с большим интересом относятся к изучению причин возникновения аварий, повреждения конструкций и дефектам в строительстве. Привлечение их к исследовательской деятельности в виде обследования технического состояния конструктивных элементов всегда находит живой отклик в курсовом и дипломном проектировании [2].

Подготовка студентов к профессиональной деятельности, связанной с обследованием и оценкой технического состояния зданий и сооружений, проектированием, изготовлением и монтажом элементов усиления строительных конструкций действующих предприятий, а также усиление конструкций при реконструкции и техническом перевооружении промышленных и гражданских зданий неразрывно связана с практическими знаниями, а именно проведением натурных обследований.

Макетирование - пространственное изображение чего-либо в определенном масштабе, позволяющее отображать свои замыслы в объеме, воплощать их в различных материалах и формах, проводить анализ принятых решений.

Макетирование и моделирование дает возможность наглядного восприятия выполненного объемно-планировочного решения объекта, способствует развитию творческого мышления и технической интуиции, развивает пространственное воображение, интеллект студента.

Макет или модель помогает выявить общие композиционные закономерности, найти противоречия и недоработки в объемнопространственном решении и определить пути их устранения.

Эффективное формирование проектировочной компетентности у бакалавров техники и технологии возможно при соблюдении следующих условий:

- самостоятельное приобретение студентами новых знаний из различных источников;

- умение пользоваться полученными знаниями для решения познавательных и практических задач;

- приобретение коммуникативных умений в процессе совместной работы;

- развитие исследовательских навыков (умения выявления проблем, сбора информации, наблюдения, проведения эксперимента, анализа, построения гипотез, обобщения) и системного подхода к решению задач.

У бакалавров техники и технологии выделяются четыре уровня проектировочной компетенции: низкий, средний, высокий и высший[3]. Низкий уровень характеризуется неумением ставить проектировочные задачи и проектировать действия отдельных участников процесса или отдельные шаги решения технической задачи. Средний уровень определяется предпочтениями выполнять известные типы заданий, и конструированием из готовых модулей или объектов. Высокий уровень характеризуется устойчивым интересом к проектной деятельности, присутствует умение проектировать рациональное использование ресурсов; развертывание технологических процессов, связанных с анализом производственных ситуаций. Высший уровень характеризуется глубоким и устойчивым интересом к проектной деятельности; состав проектировочных компетенций обладает полнотой.

Процесс подготовки будущего специалиста должен интегрировать все прогрессивное, что накоплено в теории и практике профессионального обучения, обеспечивать действенность, динамичность и оперативность знаний, прочность отработки основных профессиональных навыков и умений.

Успешность профессиональной деятельности выпускников образовательного учреждения строительного профиля обусловлена переходом от процесса получения общетеоретического профессионального образования к формированию комплекса профессиональных навыков, востребованных в трудовой деятельности в условиях свободного рынка.

1Зерщикова, Т. А. О способах реализации метода проектов в вузе [Текст] / Т.

А. Зерщикова // Проблемы и перспективы развития образования: материалы междунар. науч. конф. (г. Пермь, апрель 2011 г.).Т. II. Пермь: Меркурий, 2011.

С. 79-82.

2 Горяйнова, Т.А. Развитие самостоятельной творческой деятельности студентов в процессе обучения [электронный ресурс] / Т.А. Горяйнова, Сальникова Р.П.// Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всерос. науч.-метод. конф., 1- февраля 2012г. / Оренбург.гос. ун-т. - Оренбург : ОГУ, 2012.- [С.2083-2085].- электрон.опт. диск (CD-ROM).- Загл. с этикетки диска.ISBN978-5-4418-0022-8.

3Смирнова, М.А. Развитие профессиональных компетенций бакалавров в условиях проектного обучения в вузе: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук/ М.А. Смирнова.- Калининград:

Балтийская государственная академия рыбопромыслового флота,2007.Режим доступа: http://nauka-pedagogika.com

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ СОВРЕМЕННЫХ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Новое тысячелетие характеризуется огромным разнообразием применения различных инноваций, внедрением новых идей, использованием опережающих технологий. Современная отрасль строительного производства отличается своенравием форм и криативностью внешнего образа зданий.

Применение современных методик проектирования позволяет внедрять в жизнь сложнейшие замыслы архитекторов (рис.1).

Международный Деловой Комплекс «Федерация»

Центр жемчужина Абу-Даби Рисунок 1 Объекты современной архитектуры Создание таких объектов требует использования огромного разнообразия доступных эффективных отделочных материалов и систем. И при решении этой сложной многоплановой задачи важную роль играют вопросы качества строительных композитов.

Целенаправленная разработка составов отделочных материалов с использованием местных сырьевых компонентов и отходов промышленности позволяет получить продукт, не уступающий по качеству зарубежным аналогам, но более привлекательный в экономическом плане. Планомерная оптимизация всех составляющих, учет индивидуальных особенностей сырьевых компонентов и условий их взаимодействия позволяют подобрать наиболее рациональные рецептуры [1].

На сегодняшний день наиболее распространенными продуктами применяемыми для отделки зданий и сооружений, предающие им внешний облик восприятия и создающие первичную защиту конструкций от воздействия окружающей среды являются сухие строительные смеси, которые повсеместно вытеснили традиционные строительные растворы. Разработку данных материалов можно условно разделить на два этапа, это:

1. создание оптимальной минеральной основы;

2. модификация минеральной части.

Выбор минеральных компонентов должен учитывать: расположение месторождений, производственных предприятий и отвалов; сведения геологической разведки карьеров и балансовые запасы; технологическую готовность компонентов;

соответствие действующей отечественной нормативной документации.

Рациональность принятых решений во многом будет определять техникоэкономические показатели конечного продукта [2].

Заполнитель, в большинстве случаев, занимает более 90 % объема материала и к его выбору и оптимизации необходимо придавать особое внимание. Зернам песка различных месторождений свойственны свои индивидуальные особенности поверхностной и внутренней структуры, формы зерен, содержания примесей и т. д. (рис. 2).

Рисунок 2 – Пески различных месторождений Оренбургской области Рисунок 3 – Изоповерхности насыпной плотности Научные и технико-экономические прогнозы на ближайшее десятилетие свидетельствуют об отсутствии альтернативы традиционным вяжущим веществам (таким, как цемент, гипс, известь), а научно-технический прогресс в этой области будет развиваться по пути создания на основе этих вяжущих новых специальных видов смешанных композиционных вяжущих, отличающихся улучшенными характеристиками и имеющими направленный спектр действия.

Тонкомолотые дисперсные компоненты различной минеральной природы, входящие в состав системы «цемент-наполнитель», существенным образом могут повлиять на реологические и структурно-механические свойства, как разбавленных вяжущих, так и строительных растворов на их основе.

Управлять физико-механическими процессами первичной организации структуры можно, изменяя качественный и количественный составы частиц дисперсной фазы. Исследования ряда авторов свидетельствуют, что введение в цемент наполнителей приводит к изменениям условий межчастичных взаимодействий и образованию кластерных структур. Это является причиной изменения свойств как цементно-наполненной пасты, так и камня на её основе, причём вид и свойства наполнителей играют при этом ведущую роль.

Оптимальная концентрация и вид наполнителя должны обеспечивать минимизацию внутренних напряжений за счёт организации структуры композита, затруднить рост трещин в твердеющих дисперсных системах и тем самым снизить повреждённость материала (рис. 4) [3].

Рисунок 4 – Микроструктура камня на основе наполненных вяжущих Завершающим этапом формирования минеральной части сухой смеси является разработка ее оптимального состава с использованием математических методов планирования эксперимента.

Для получения любого эффективного строительного материала необходимо проанализировать множество связей, учесть влияние на свойства материала многочисленных сырьевых, рецептурных, технологических и эксплуатационных факторов. Сухую строительную смесь можно с уверенностью отнести к сложным системам, состояние и свойства которых зависят от множества параметров. При этом часть их неконтролируема, то есть в системе наряду с необходимостью действует случайность. Поскольку многокомпонентные строительные материалы относятся к классу систем стохастических (вероятностных), для изучения статистических закономерностей её поведения целесообразно использовать вероятностностатистические методы. Основной задачей планирования эксперимента является математическое описание различных объектов исследования с целью получения модели, которая дает информацию об объекте-оригинале.

Математическая модель позволяет управлять объектом исследований, то есть находить оптимальные решения.

Разработка составов производится по различным планам, для каждого вида смеси.

Выбор параметров оптимизации производится исходя из экономической целесообразности. Необходимо решить систему с заранее заложенными значениями свойств и приоритетами расхода того или иного материала. Общий вид системы выглядит следующим образом:

где X1;X2 – изменяемые параметры эксперимента (содержание компонентов минеральной части);

f1 ; f 2 ; f 3 ; f 4 ;.... f n - функции влияния содержания компонентов минеральной части на водопотребность смеси, прочность при сжатии, водоудерживающую способность, пористость и т.д.

Введение в минеральную систему поверхностно-активных веществ различного функционального назначения существенным образом изменяет свойства, переводя ее на новый более высокий качественный уровень. И на сегодняшний день более 95% бетонов и сухих смесей в мире производятся с использованием химических добавок. При этом достигается стабильность качества, и повышаются технологические, структурные и строительнотехнические показатели.

Добавки в большинстве случаях участвуют в процессах гидратации и структурирования на атомно-молекулярном уровне с появлением специфичных данному модификатору новообразований (рис.5). Это может привести к изменению морфологии гидратов и достигнутые на первый взгляд положительные результаты в ближайшем будущем сведутся к нулю.

Передозировка и неумелое использование продуктов строительной химии может стать причиной формирования структуры повышенной дефектности и привести к снижению надежности системы. Последствия в данном случае весьма трудно предугадать, т.к. показывает практика в композиционных материалах конгломератной структуры (бетоны и растворы) дефекты носят скрытый внутренний характер (рис. 6).

Рисунок 5 – Гидратация Рисунок 6 – Последствия Кроме того использование одной добавки не позволяет достичь комплекса желаемых свойств, т.е. необходимо вводить разные по функциональности модификаторы. Важным вопросом является совместимость их в составе комплексного модификатора – премикса.

Рисунок 7 – Многомерная модель эффектов позволяет по сложным расчета состава премикса многомерным моделям рассчитать состав премикса.

Новой веткой исследований стало применение атомно-молекулярного моделирования при исследовании эволюции структуры модифицированных минеральных систем. Виртуальная модель разрабатывается таким образом, чтобы на ней можно было проводить разнообразные изменения в элементном составе и начальной структуре материала, в строении композита, задавая различные термодинамические параметры и подвергая материал изменениям в компьютерном пространстве. Это дает значительную информативность при решении многих научных вопросов, таких как выяснение механизма явления, который не поддается экспериментальному исследованию, изучение атомного строения границ частиц, дислокаций, дефектов и их роли в процессах деформации.

Каждая новая структура гидратов цементного камня индивидуальна.

Совокупный анализ экспериментальных данных с возможностью атомномолекулярного моделирования позволяет выявлять оптимальные решения и создавать долговечные, высокотехнологичные композиционные строительные материалы.

Рисунок 8 – Модели структуры и внешний вид гидрофобизированного камня на основе сухой строительной смеси Важным остается вопрос повышение эффективности продуктов строительной химии, т.к. это наиболее дорогостоящие составляющие. Это стало возможным после открытия наноактиваторов – класс фуллеренов (новая стереохимия углеродов) (рис. 9). Благодаря своим особенностям они уже нашли широкое применение в создании сверхпроводников, полупроводников, магнетиков, нелинейных оптических материалов, полимеров, катализаторов и сенсоров для определения состава жидких, соединений для фармакологии и медицины. Это новое направление исследований только в самом начале своего развития в строительном материаловедении. Однако достигнутые результаты уже свидетельствуют об огромных перспективах и возможностях наноактивации [4, 5].

Рисунок 9 – Новая стереохимия углеродов В заключении необходимо отметить, что создание новых эффективных строительных материалов преследует классическую цепочку «состав – структура - свойства», однако на более тонком наноуровне. Изучение и развитие этого направления открывает возможности создания новых перспективных строительных материалов с учетом дальнейших тенденций развития архитектуры.

1. Дергунов, С.А. Сухие строительные смеси (состав, технология, свойства) : учеб. Пособие / С.А. Дергунов, С.А. Орехов. – Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. – 106 с.

2. Дергунов, С. А. Оптимизация минеральной части сухих строительных смесей / С. А. Дергунов, В.Н. Рубцова // Современные технологии в строительстве «MixBUILD» : сб. докл. IV Междунар. науч.-техн. конф.

«MixBUILD-2003». – СПб., 2003. - С. 41-48.

3. Дергунов, С. А. Эффективность использования наполнителей в составе сухих строительных смесей / С. А. Дергунов, В. Н. Рубцова // Вестник БГТУ им.

В. Г. Шухова. - 2005. - №10 - С. 74-77.

4. Orekhov, S. A. Theoretische Grundlagen der Beeinflussung von mineralischen Baustoffen durch Erzeugnisse der Bauchemie / Internationale Baustofftagung Die 17.

Ibausil / S.A Orekhov, S. А. Dergunov, А. V. Babnishcheva. - Institut fr Baustoffkunde der Bauhaus-Universitt Weimar. – S. 2-77.

5. Karen L. Hydration of cementitious materials, present and future / 13th International Congress on the Chemistry of Cement / L. Karen Scrivener, Andre Nonat - Cement and Concrete Research. Pages 651-655.

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛЕЙ НЕСУЩИХ

СИСТЕМ СТАНКОВ НА РАННИХ ЭТАПАХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Обязательными компонентами этапа проектирования изделий машиностроения являются проектировочные и поверочные расчеты.

Проектировочные расчеты выполняются при большой степени неопределенности, как размеров изделий, так и других важнейших параметров и характеристик. Проектировочные расчеты являются уточненными. Для этих видов расчетов все исходные данные однозначны.

В последнее время для выполнения поверочных расчетов сложных высокотехнологичных изделий (металлорежущие станки, авиационные и ракетные комплексы) применяют CAE-системы, основу которых составляет метод конечных элементов.

Применительно к металлорежущим станкам опережающими темпами растет использование в расчетных моделях твердотельных конечных элементов, типа SOLID. В первую очередь это объясняется высоким уровнем развития трехмерной графики. Вместе с тем построение трехмерных моделейсборок несущих систем станков (НСС) все равно остаётся сложным и трудоёмким процессом, так как модель-сборка НСС состоит из достаточно большого числа элементов, имеющих сложную конфигурацию поверхностей.

На ранних этапах проектирования станка конструктор должен решить целый блок оптимизационных задач по различным критериям работоспособности, в результате решения которых определяются компоновка, основные размеры станка и элементов его несущей системы. На этом этапе главным требованием, предъявляемым к расчетной модели, является экономичность. Экономичность модели, сочетающая низкую степень дискретизации пространства и высокое быстродействие, открывает широкие возможности для многовариантных расчетов.

Для экономичного конечно-элементного представления модели несущей системы станка используется стержневая модель. Экономичность модели не должна исключать адекватности модели. В общем случае адекватность модели устанавливается из экспериментальных данных. Примем гипотезу, что при отсутствии образца или прототипа станка, в качестве тест-модели для оценки достоверности стержневой модели может использоваться трехмерная модель станка, выполненная для некоторого варианта (имеется ввиду неоптимального).

Это позволяет предложить следующую последовательность этапов проектирования оптимальной компоновки станка по критериям работоспособности: жесткости и виброустойчивости:

- строится трехмерная модель НСС для локального варианта компоновки станка;

- выполняется решение статической задачи, модального и динамического расчетов;

- принимается уровень погрешности моделирования, обеспечение которого служит «критерием достоверности» стержневой модели НСС;

- разрабатывается стержневая модель станка, для которой проводится решение статической задачи, а также модальный и динамический расчеты;

- выполняется оценка достоверности по «критерию достоверности»;

уточнение структуры и параметров стержневой модели выполняется итерационно до удовлетворения «критерия достоверности».

В работе предлагается рассмотреть три разнотипных станка, принадлежащей одной группе - токарно-фрезерной:

-токарно-фрезерный прецизионный пяти-координатный станок Index G300 (производство фирмы Index, Германия рисунок 1);

- многофункциональный пяти-координатный обрабатывающий центр Multus В200 W (производство фирмы Okuma, Япония, рисунок 2);

- трехкоординатный станок Biglia B545 М (фирма Biglia, Италия, рисунок 3).

Рисунок 1 – Общий вид станка и компоновка станка Index G Рисунок 2 – Общий вид станка и Okuma MULTUSВ200 W Рисунок 3 – Общий вид и компоновка станка Biglia B545 М На сегодняшний день реализованы три пункта предлагаемой методики:

построены трехмерные модели НСС для фиксированных вариантов компоновок станков; выполнено решение статической задачи, модального и динамического видов расчетов; принят уровень погрешности моделирования.

На рисунках 4 и 5 представлены в качестве подтверждения результаты статических расчетов несущих систем трех станков.

Рисунок 4 – Контурное представление поля суммарных перемещений (НСС Index G300) Расчеты приведены для предельных вариантов нагружения от сил резания.

Модальный расчет, например, для НСС Biglia B545 М показал, что в диапазоне частот колебаний от 0 до 300 Гц значимыми являются семь частот.

Первая частота колебаний составляет 137 Гц, а седьмая 293 Гц; для НСС Multus B200W первая частот 120 Гц, а третья 291 Гц.

Рисунок 5– Контурное представление поля суммарных перемещений Таким образом, в работе:

- поставлена задача создания новой методики моделирования несущих систем станков;

- представлены исходные данные для создания стержневых моделей НСС;

- показано направление решения поставленной задачи.

Работа выполняется в рамках магистерской диссертации по направлению 151900 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

АНАЛИЗ РИСКОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ

ИНЖЕНЕРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Обучение и подготовка молодых специалистов в области авиа- и машиностроения, должна опережать текущие потребности промышленных предприятий и иметь направленность на изучение перспективных технологий и оборудования. Это создает не только предпосылки, но и дает шанс отечественным предприятиям страны сделать рывок к экономике XXI века, не повторяя долгий путь развития производства, который прошли благополучные страны Запада.

Получение новых знаний и их применение в учебном процессе и является источником непрерывного развития и совершенствования университетского образования.

В этих условия у студентов и преподавателей формируется потребность постоянно находиться на высоте технического прогресса, быть в курсе последних новинок техники, производственных и информационных технологий.

Если обратиться к структуре производственных отношений, то выявляются характерные виды деятельности инженера - проектирование, организация и собственно производство. В то же время систематически возникают такие смежные виды деятельности инженера как управление коллективами, управление проектами, управление ресурсами. Все более значимым становится вопрос взаимодействия в различных вариантах технического, проектного, технологического, управленского, психологического, социального, экономического и т.д.. Стоит уточнить, что, по мнению системотехники и менеджмента, проблемная ситуация с негативными последствиями чаще всего возникает именно в сфере взаимодействия, и обусловлена неадекватным откликом на обращение. Вероятность негативных последствий определяется понятием риска.

Современное производство включает многочисленные виды и сочетания видов риска. Причем, как показывает анализ экономистов и менеджеров, практически невозможно разделить разновидности рисковых ситуаций, но инженер должен быть готов к большинству типичных ситуаций риска. Риск обозначает вероятностный характер исхода, при этом в основном под словом риск чаще всего понимают вероятность получения неблагоприятного результата (потерь), хотя его можно описать и как вероятность получить результат, отличный от ожидаемого, риск как действие, грозящее субъекту определёнными потерями (проигрышем, заболеванием, иным ущербом).

Различают мотивированный риск, предполагающий получение ситуативных преимуществ в деятельности, немотивированный риск, не имеющий рационального основания; оправданный и неоправданный риск [3].

Несмотря на очевидный характер риска, об оценке риска и ее управлении на научной основе стали говорить не более сто лет назад. В ХХ в развитых капиталистических странах рискология стала изучаться в вузах, а риск оценивался и страховался [4]. С развитием негосударственных форм производства возникла необходимость регулирования отношений различных партнеров в связи с различными факторами, действие которых неоднозначно, главным образом неблагоприятно. В первую очередь анализировались финансовые риски, затем все боле е обращались к экологическим рискам, в настоящее время характерными источниками риска считают производственные.

В России в конце ХХ века ввели некоторые способы страхования производственных рисков.

Существует множество определений риска. Различия в определениях риска зависят от сущности потерь, их оцениваемости и измеримости.

Сложилось два подхода к оценке риска. Научная, техническая, экономическая оценка определяет теоретический подход. Субъективная, эмоциональная, социальная, «чисто человеческая», определяет эффективный риск. Всякое негативное событие, с точки зрения этих подходов, может иметь незначительные экономические или технические сложности, но большой общественный резонанс. В последние годы в связи с появлением нового направления теории вероятностей — эвентологии — возникло понятие эвентологического риска, которое можно рассматривать как первую серьёзную попытку объединить в одном понятии и теоретический, и эффективный риск [3].

Эти позиции предлагаются к ознакомлению будущим бакалаврам техники и технологии в рамках дисциплины «Правовые основы инженернотехнической деятельности», а также «Основы инженерной культуры». Так, студенты первого курса инженерных специальностей были ознакомлены с всевозможными рисками в области авиастроения и машиностроения. Были даны определение и классификации рисков, приведены их примеры в логике приведенной ниже таблицы. Несмотря на научно обоснованный подход к классификации и определениями эффект обучения был недостаточно высоким.

Традиционная схема работы со студентами (определение, примеры, опрос) давали и традиционный в таких случаях результат – примитивное, упрощенное представление о проблемах инженерной деятельности. Оно прозвучало в большинстве ответов студентов на вопрос «Что такое производственный риск» и имело вид пересказа о видах риска.

Было выявлено, что студенты первого курса имеют слабое преставление о производственных рисках, но на уровне общей интуиции приводят некоторые примеры рискологических ситуаций. Как оказалось, студенты имеют общее представление об экологических рисках, слышали про политические и экономические риски, а про риски на производстве не имеют представления.

Эта ситуация обусловлена недостаточным знакомством студентов с будущей профессией, незнанием производств региона. Анализ показал, что в обыденной жизни студенты с такими рисками не сталкиваются, современная молодежь газет не читает, новости не смотрит, но знакома с ними ситуативно, по беседам со знакомыми и друзьями, по отрывочным сведениями интернета.

Таблица 1 – Классификация и сопоставление видов рисков ( вариант Н.В.Хохлова [3)] Сопоставление видов рисков (риск, последствия которого (риск с точно измеримыми невозможно объективно оценить) последствиями) (риск, прямые последствия которого (риск с неденежными потерями, заключаются в денежных потерях) например потерей здоровья) (риск, вероятность и последствия (практически не меняющийся во которого изменяются в зависимости времени риск, например риск от ситуации, например риск пожара) экономического кризиса) недиверсифицированный, риск с диверсифицированный, риск с тотальными последствиями) локальными последствиями) (риск, последствиями которого (риск, одним из последствий могут быть лишь ущерб или которого может быть выгода) сохранение текущего положения) Чтобы ознакомить студентов с производственными ситуациями был использован метод кейсов. Обсуждение тем поломок оборудования, отказов в работе, недостатка финансов и производственных ресурсов, а также взаимоотношений между различными работниками предприятия вызвало горячий интерес у студентов. С некоторым сожалением можно отметить, что тематика негативного характера, больше интересна студентам, в то время как описание успехов, достижений, изобретений отечественных машиностроителей и авиастроителей вызывает некоторое недоверие. Дискуссия о производственных, технических, технологических рисках показала, что проблема интересна студентам, и они хотели ли бы многое узнать о том, как можно управлять рисками, как можно снизить «производственные риски». Для завершения занятия были предложены не опросы, а анкеты, которые, приближают студентов к условиям работы с документами. В анкетах студентами были даны уже аналитические ответы на вопросы о видах риска.

Рисунок 1 – Анкета о производственных рисках Таким образом, тематика производственных рисков и управления рисками актуальна в современной подготовке студентов. Результативной технологией является метод кейсов, интерес студентов обусловлен проблемами на региональных производствах.

1. Балдин, К.В. Риск-менеджмент: Учебное пособие. / К.В. Балдин, С.Н.

Воробьев. — М.: Гардарики, 2005. - 285 с: ил.

2. Белоновская, И. Д. Формирование готовности будущего инженера к управлению производственно - технологическими рисками / И.Д. Белоновская, Е.М. Езерская // Инновационная интегрированная система профессионального образования : проблемы и пути развития : материалы Всерос. науч. конф., посвящ. 50- летию Сиб. гос. аэрокосмич. ун- та им. акад. М.Ф. Решетнева / Сиб. гос. аэрокосмич. ун- т. 16 февраля 2010, Красноярск. – С.7-9. ISSN 1990Езерская, Е.М. К вопросу формирования готовности инженерных кадров к управлению рисками промышленных предприятий [Электронный ресурс] / Е.

М. Езерская, Н.З. Султанов // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : материалы Всерос. науч.-метод. конф (с международным участием)., 30 января -1 февраля 2013 г. / Оренбург. гос. унт. – Оренбург : ОГУ. - [С. 143-145]. ISBN 978-5-4417-0161-7.

4. Хохлов, Н.В. Управление риском: Учеб. пособие для вузов. / Н.В. Хохлов М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. - 239 с.

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ДИСЦИПЛИНЫ «МЕТОДОЛОГИЯ И

ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ» ДЛЯ МАГИСТРОВ ПО

НАПРАВЛЕНИЮ «АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ»

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург В дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов» [1] для магистров по направлению «Автоматизация технологических процессов и производств» рассматриваются две части:

- исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств и - методология элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств.

Научные основы исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств – это система научных знаний, которая составляет теоретическую базу практики проектирования, производства и эксплуатации аппаратных и программных средств и систем автоматизации для современных технологических процессов и производств.

Научные основы методологии элементов и систем автоматизации технологических процессов и производств – это система научных знаний и методов, которая составляет методологическую базу познания процессов проектирования, производства и эксплуатации аппаратных и программных средств и систем автоматизации для современных технологических процессов и производств.

В основе автоматизации технологических процессов и производств находится современная теория автоматического управления, в которую входят теория оптимального автоматического управления, методы идентификации и оценивания состояния процессов, методы построения адаптивных систем, теория дискретных и дискретно-непрерывных систем с цифровыми ЭВМ в контурах измерения, оптимизации и координации управления. Среди систем автоматизации технологических процессов и производств с цифровыми ЭВМ выделяются цифровые системы автоматического управления.

Основным элементом любой цифровой системы автоматического управления является объект управления. Для анализа и синтеза цифровой системы автоматического управления необходимо иметь математическое описание объекта управления. В учебной дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов»

по разделу математическое описание и исследование объектов управления используется монография «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления» [2].

В монографии на основе анализа реально действующих на промышленных предприятиях систем автоматизации технологических процессов выделены десять основных типов устройств и технологических процессов как объектов автоматического управления. Многие объекты автоматического управления работают на газожидкостной смеси, поступающей в объект, например, смесь углеводородных газов и нефти.

Для выделенных типовых устройств и технологических процессов установлены дифференциальные уравнения и выражения для определения коэффициентов уравнений; составлены структурные схемы, используя динамические звенья теории автоматического управления. Структурные схема позволяют по каждому управляемому параметру определять передаточную функцию и оценивать влияние зависимых параметров на динамические характеристики работы конкретной промышленной установки. В монографии приводятся также результаты исследований по полученным математическим моделям устройств и процессов характеристик объектов автоматического управления.

Монография Жежеры Н. И. «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления» была представлена на XIV Всероссийскую выставку – презентацию учебнометодических изданий из серии золотой фонд отечественной науки, которая проводилась Российской Академией Естествознания 27 сентября -1 октября 2012 г. в городе Сочи. По результатам этой выставки – презентации Жежера Н.И. получил сертификат участника Всероссийской выставки и награжден «Дипломом лауреата Всероссийской выставки» «как лучшее учебнометодическое издание в отрасли».

Кроме этого монография Жежеры Н.И. «Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления»

удостоена «Национального сертификата качества» в номинации «Лучший информационный проект» № 01188 (27.09. 2012).

В монографии и в учебном процессе по дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов»

используются 25 авторских свидетельств и патентов на изобретения для различных отраслей промышленности. Например. Патент 2206879 РФ. Способ испытания изделий на герметичность (Жежера Н. И., Сердюк А. И., Куленко Е. С., 2003). Патент 2297609 РФ. Способ испытания изделий на герметичность (Жежера Н. И., Абубакиров Д. Р., 2007). Патент №2362089 РФ. Факельная система (Жежера Н.И., Сайденова Г. А., 2009). Патент №2383102 РФ.

Устройство телеуправления – телесигнализации (Жежера Н.И., Семенов Д. М., 2010). Патент № 2391205 РФ. Способ термической переработки изношенных шин и резинотехнических изделий (Жежера Н. И., Тямкин С. А., 2010). Патент № 2396208 РФ. Способ получения сорбента органических соединений (Жежера Н. И., Тямкин С. А., Перепеляков Д. А., 2010). Патент № 2455231 РФ. Способ получения сорбента органических соединений (Жежера Н. И., Самойлов Н. Г., 2012).

Разработки, предлагаемые в патентах, и результаты научноисследовательских работ, проведенные по этим патентам, внедрены на промышленных предприятиях, например: Авиационном производственном объединении КумАПО (г. Кумертау, Башкортостан), Газоперерабатывающем заводе ООО «Оренбурггазпром», «Нефтемаслозаводе (г. Оренбург), ОАО «Российские железные дороги», ООО «Научно-производственное Нефтехимическая компания «Экодиметил», ООО «Живой исток», «Оренбургмежрайгаз» и других.

Методология проектирования и исследования элементов и цифровых систем автоматического управления рассмотрены в учебном пособии [3] и монографии {4]. В учебном пособии рассмотрено:

- проектирование цифровой системы автоматического управления (САУ) амплитудой периодических возмущений давления пробной среды при контроле герметичности изделий с использованием горизонтальной трубки, - проектирование цифровой САУ амплитудой вибрации горизонтальной трубки устройств контроля герметичности изделий, - проектирование цифровой САУ компенсацией утечек газа из изделия при контроле герметичности, - проектирование цифровой САУ частотой вибрации изделия, контролируемого на герметичность.

В монографии рассматривается проектирование измерительных и исполнительных устройств и цифровых систем автоматического управления пиролизом изношенных шин применительно к предложенному способу интенсификации пиролиза переменным давлением рециркулируемых газов, подаваемых в нижнюю часть реактора. Рассматривается реактор пиролиза изношенных шин как объект автоматического управления.

По каждой проектируемой САУ определяются:

- дифференциальные уравнения и передаточные функции элементов САУ, - функциональная и структурная схемы САУ, - передаточная функция управляемого процесса САУ, - частотные характеристики управляемого процесса и выбор передаточной функции цифрового регулятора САУ, - частотные характеристики управляемого процесса с выбранным цифровым регулятором САУ, - переходные характеристики САУ с выбранным цифровым регулятором, - реализация выбранного цифрового регулятора для САУ в виде импульсного RC – фильтра.

1. Жежера, Н.И. Рабочая программа по дисциплине «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов»

/ Н.И. Жежера; Оренбург. гос. ун-т. Рабочая программа «Методология и исследования элементов и систем автоматизации технологических процессов»

зарегистрирована в УСИТО под учетным номером 13200 (ФГОС) на правах учебно- методического электронного издания. - Оренбург : ОГУ, 2011.

- 48 с.

2. Жежера, Н.И. Математическое описание устройств и процессов как объектов систем автоматического управления : монография / Н.И. Жежера. М.: Креативная экономика, 2012. - 200 с. - ISBN 978-5-91292-082-0.

3. Жежера, Н. И. Проектирование цифровых систем контроля и управления герметичности изделий : учебное пособие / Н.И. Жежера. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. – 438 с. - ISBN 978-5-7410-0858-4.

4. Жежера, Н. И. Проектирование цифровых систем автоматического управления пиролизом изношенных шин : монография / Н. И. Жежера. Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - 205 с. - ISBN 978-5-4417-0230-0.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

АВТОМОБИЛЕЙ ПУТЕМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ПОДГОТОВКИ

СПЕЦИАЛИСТОВ

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Растущий автомобильный парк, роль автомобильного транспорта в экономике страны и удовлетворении транспортных потребностей населения, влияние транспорта на экологическую и дорожную безопасность – все это свидетельствует о необходимости восстановления роли государства в регулировании развития автомобильного транспорта и его подсистем, включая техническую эксплуатацию.

С учетом имеющегося отечественного и зарубежного опыта, научных исследований и прогнозов концепция контроля, регулирования и обеспечения технического состояния автомобильного парка России должна включать следующие основные положения (рисунок 1).

контроля, регулирования и обеспечения технического состояния автомобильного парка Приоритетность здоровья Функциональность Финансовая и законодательная поддержка Рисунок 1 – Основные положения контроля, регулирования и обеспечения технического состояния автомобильного парка Рассматривая эти перспективы, необходимо, во-первых, различать автомобили современной конструкции, технического уровня, надежности и качества и те, которые будут формировать автомобильный парк через 5, 10, лет. При этом обновление парка автомобилями новой конструкции происходит постепенно с учетом темпов списания и пополнения и фактических сроков службы автомобилей. Так же как и теперь, в будущем в парке будут сосуществовать автомобили нескольких поколений и технических уровней.

Во-вторых, ответить на вопрос, имеются ли научные или практические конструктивные или другие основания замены действующей плановопредупредительной системы обеспечения работоспособности автомобилей в эксплуатации. Приводимые материалы, имеющийся отечественный и зарубежный опыт свидетельствуют о том, что для сложных восстанавливаемых изделий, какими являются автомобили, обеспечить гарантированный уровень работоспособности, важный для надежности транспортного процесса, вне планово-предупредительной системы невозможно.

Ее значение состоит не в том, что гарантируется абсолютная работоспособность (что невозможно для случайных процессов, свойственных эксплуатации), а в том, что уровнем работоспособности можно управлять, зная, какие ресурсы при этом необходимы. Поэтому, в-третьих, для ближайших 10лет целесообразно рассматривать возможные варианты совершенствования планово-предупредительной системы, ее структуру, режимы, уровни регламентации и др.

При работе автомобилей под влиянием различных факторов возникает совокупность отказов (неисправностей), каждый из которых является случайной величиной, характеризуемой наработкой xi, и ее средним значением xi видом закона распределения, вариацией vi, стоимостью предупреждения устранения d i отказа и другими показателями. Система технического обслуживания и ремонта (ТО и Р) упорядочивает этот случайный поток, разделяя его на группы. Горизонтальная штрих-пунктирная линия (рисунок 2) разделяет воздействия по целям:

• направленные на поддержание работоспособности (профилактическая стратегия I) и выполняемые с неслучайными наработками – периодичностями ТО l os ;

• направленные на восстановление утраченной работоспособности (стратегия II) и производимые по потребности при случайных в общем случае наработках xi.

Экономические, технологические и организационные условия разделяют воздействия (вертикальные штрих-пунктирные линии) по тактикам их выполнения. В результате использования экономических и других критериев стратегия I развивается по двум принципиальным вариантам: выполнение технического обслуживания по наработке при l os без предварительного контроля (I-1) и с предварительным контролем при l oj - диагностикой (I-2), т.е.

по состоянию. В зависимости от экономических условий, надежности изделий и поставленных целей любая из этих стратегий может оказаться рациональной, но стратегия I-2 может совершенствоваться и дальше. В случае стратегии I- используются стационарные, а затем главным образом компактные и мобильные контрольно-диагностические средства. Основными условиями применения этой тактики являются точность, надежность и универсальность самих контрольно-диагностических средств и снижение затрат на их приобретение и эксплуатацию. При этом возможны два варианта развития тактики I-21. При первом (I-211) проводится контроль работоспособности, выполняемый с определенной (постоянной или изменяющейся) периодичностью, и "корректирование" технического состояния по результатам этого контроля. При втором (I-212) по результатам контроля дается прогноз работоспособности, который позволяет на следующем шаге или корректировать периодичность последующего контроля, или уточнить предстоящий объем работ.

Система встроенных контрольно-диагностических средств (I-22) может развиваться в двух основных направлениях. Первое направление (I-221) связано с созданием средств, сигнализирующих теми или иными способами об уровне работоспособности изделия. Это может быть достигнуто, например, при отборе информации о техническом состоянии с заданной периодичностью, например при ТО, при сигнализации о достижении заданных (предельных, допустимых значений и т.д.) параметров технического состояния и т.д. Эта информация может анализироваться на месте, где и принимается решение, или централизованно. Вторым направлением (I-222) является использование таких встроенных контрольно-диагностических средств, которые позволяют не только определять, но и прогнозировать уровень работоспособности.

Аналогичные членение и совершенствование возможны и для стратегии II. Однако технологические цели будут иными. Например, контроль при отказе имеет целью определить причины отказа и уточнить характер и технологию (трудоемкость, стоимость, последовательность и продолжительность) восстановительных работ (стратегия II-2).

Для автомобиля в целом как совокупности агрегатов, узлов и систем могут применяться все рассмотренные варианты стратегий (до уровней I-222 и II-222 включительно), которые не меняют существа плановопредупредительной системы ТО и Р, заключающегося в получении теми или иными способами упреждающей информации о состоянии изделия, планировании и проведении работ по поддержанию его работоспособности.

При этом необходимо учитывать, что работоспособность самих внешних или встроенных контрольно-диагностических средств, включающих десятки элементов, должна также обеспечиваться планово-предупредительной системой, включая метрологический контроль.

Структура системы ТО и ремонта может совершенствоваться следующим образом.

Пер- правносПоддержание сонал тей В рассмотренном файле необходимо указать полный путь до запускаемых файлов дистрибутива Maxima.

В момент компиляции документа портативная Maxima должна быть запущена. Исходный код документа LaTeX c вычисляемыми выражениями Maxima будет иметь следующий вид:

\documentclass[14pt]{extarticle} \usepackage[cp1251]{inputenc} \usepackage{mathtext} \usepackage[T2A]{fontenc} \usepackage{pscyr} \usepackage[english,russian]{babel} \DeclareSymbolFont{T2Aletters}{T2A}{cmr}{m}{it} \usepackage{amsmath} \usepackage{catchfile} \def\f{3*x^3+x^2-2} \def\x{1} \begin{document} \selectlanguage{english} \immediate\write18{cas "f:\f\string$ tex(f)\string$"} \CatchFileDef\fun{result}{\catcode`\$=9} \immediate\write18{cas "tex(diff(\f, x))\string$"} \CatchFileDef\prf{result}{\catcode`\$=9} \immediate\write18{cas "tex(diff(\f, x))\string$"} \CatchFileDef\prf{result}{\catcode`\$=9} \immediate\write18{cas "f:diff(\f, x)\string$ tex(ev(f,x=\x))\string$"} \CatchFileDef\res{result}{\catcode`\$=9} \selectlanguage{russian} \centerline{\Large\textbf{Пример вычислений Maxima}} \vspace{14pt} Найдем производную для функции $f(x)=\fun$:

\begin{equation} f'(x)=\prf \end{equation} Вычислим производную функции при $x=\x$:

\begin{equation} f'(\x)=\res \end{equation} \end{document} В процессе его компиляции будет получено аналитическое представление производной, указанной в документе с помощью команды \f, затем будет вычислено ее значение для числа определенного командой \x.

Компиляция документа должна выполняться с указанием ключа -shellescape. Ее результатом станет одностраничный документ следующего содержания (рисунок 1).

Рисунок 1 – Фрагмент результата компиляции В работе продемонстрирован пример применения бесплатной системы компьютерной алгебры Maxima для автоматизации символьных вычислений в документах настольной издательской системы LaTeX, который наглядно демонстрирует возможности данной связки.

1. Тарнавский, Т. Maxima — максимум свободы символьных вычислений [Электронный ресурс] : журнал Linux Format №7 (81). - Режим доступа :

http://maxima.sourceforge.net/ru/maxima-tarnavsky-1.html. - 10.12.2013.

2. Гуссенс, М. Путеводитель по пакету LaTeX и его расширению LaTeX2 / Ф. Миттельбах, А. Самарин — М.: Машиностроение, 1999. — 473 c.

3. Львовский, С.М. Набор и верстка в системе LATEX / С.М. Львовский — М.:

МЦНМО, 2006. — 448 с.

НОВЫЙ ПОДХОД К ГЕНЕРИРОВАНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ

КОМПЕТЕНЦИЙ МАГИСТРОВ В УСЛОВИЯХ ЛИЧНОСТНООРИЕНТИРОВАННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Пояркова Е.В., Булганин С.С., Авдонин А.М., Исаев Е.Г.

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург За последнее время современное высшее профессиональное образование претерпело значительные изменения, связанные с переходом на двухуровневую систему подготовки, введением Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) третьего поколения и высшего образования (ФГОС ВО), ориентированных прежде всего на компетенции выпускников как основные результаты обучения. Таким образом, происходит замена знаниевой парадигмы образования деятельностной, А сами реформы образовательного процесса требуют разработки и реализации основных образовательных программ нового поколения, соответствующих требованиям современных международных стандартов.

Основное влияние на уровень качества подготовки выпускников оказывают не столько государственные образовательные стандарты, которые закрепляют требования к качественному результату и процессу высшего образования, сколько условия реализации этих требований в конкретном образовательном учреждении. Вследствие этого важнейшим ресурсом в повышении качества образования нам представляется организация системы саморазвития высшего учебного заведения, включающая процедуры самообследования, внутреннего оценивания и контроля качества, а также деятельность по усовершенствованию как учебно-методического комплекса, так и теоретического содержания преподаваемых дисциплин и использованию новых образовательных технологий [1].

На данном этапе возникает устойчивое требование к подготовке, самообразованию (и/или необходимой переквалификации) и перестройке преподавательского состава к возможному проектированию и реализации программ, обусловленных логикой компетентностного подхода и применением современных личностно-ориентированных образовательных технологий с целью формирования профессиональных компетенций магистров технических профилей.

Как известно, в Комплексном плане мероприятий Министерства образования и науки РФ (на 2010-2011 гг) по обеспечению перехода высших учебных заведений на уровневую систему отдельным пунктом была обозначена организация поддержки и развития инновационных образовательных технологий, ориентированных на подготовку конкурентоспособных специалистов и гармоничное развитие личности.

При этом, в связи с тенденциями интернационализации инженерного образования и глобализации инженерной профессии, при формировании компетенций магистров технических профилей необходимо учитывать требования к результатам обучения мирового профессионального сообщества, предъявляемые в рамках международных критериев качества инженерного образования — «международных стандартов» (ABET Engineering Criteria 2000, CDIO Syllabus, EUR-ACE Framework Standards, Washington Accord Graduate Attributes and Professional Competencies и др.) [2].

Нужно отметить, что генерирование профессиональных компетенций магистров технических профилей с учетом требований международных стандартов будет эффективным лишь при использовании современных образовательных технологий и научно-методических рекомендаций по их применению, разработанных на основе инновационного педагогического опыта отечественных и зарубежных вузов. К таким эффективным образовательным технологиям отнесем личностно-ориентированную технологию обучения в комплексном сочетании с четкой индивидуализацией образовательных траекторий, междисциплинарным характером обучения и опережающей самостоятельной работой магистранта.

Состояние системы профессионального образования в настоящее время не в полной мере отвечает требованиям к подготовке выпускников всех уровней. В связи с этим весьма актуальна проблема изыскания новых подходов к подготовке магистров разных технических профилей, которые должны стать движущей силой инновационного развития соответствующей отрасли и даже повысить конкурентоспособность страны на мировом уровне. Это означает, что различные структурные составляющие образовательной организации, участвующие в образовательном процессе, поставлены перед необходимостью изыскивать дополнительные возможности для повышения качества профессиональной подготовки магистра. С этой целью аэрокосмический институт Оренбургского государственного университета принимает участие в конкурсах и мероприятиях не только по Оренбургской области, но и в соседних регионах. При этом основными и приоритетными задачами участия практически всех выпускающих кафедр аэрокосмического института в подобных мероприятиях является:

- во-первых, повышение качества обучения молодых специалистов в области машино-, авиа- и ракетостроения;

- во-вторых, обмен опытом;

- в-третьих, поиск новых способов и методов обучения.

В этих вопросах университет сотрудничает с Правительством Оренбургской области, с Министерством образования Оренбургской области, Министерством труда и занятости населения Оренбургской области, областным Союзом промышленников и предпринимателей, Торгово-промышленной палатой Оренбургской области, предприятиями-работодателями. В рамках социального партнерства университет поддерживает связи с более чем профильными предприятиями г. Оренбурга и Оренбургской области, среди которых ООО «Газпром добыча Оренбург», ОАО «ПО «Стрела», ОАО «МРСК Волги» -филиал «Оренбургэнерго», ОАО «Завод бурового оборудования», ФГУ «Межотраслевой научно-технический комплекс «Микрохирургия глаза им.

академика С.Н. Федорова», ООО «Оренбургоблгаз», ОАО «Акционерный коммерческий сберегательный банк РФ», ОАО «Ростелеком» и другие [3].

Профессиональная направленность обучения осуществляется благодаря разработке нового подхода к заданиям для самостоятельной работы студентов, практических и лабораторных занятий, регламентированных схемой:

«реальный объект - модель – теория», в отличии от традиционной, которая обычно основана на схеме «модель – теория». Главная составляющая новой образовательной технологии заключалась в выборе типового оборудования предприятий машино-, авиа- или ракетостроительной отрасли, которое могло бы выступать в качестве реальных объектов при выполнении различных видов самостоятельных работ, лабораторных и практических занятий, рефератов, контрольных работ и т.д., начиная с первого курса и до конца обучения.

Выбор вида и количества реальных объектов среди всего многообразия оборудования был обусловлен следующими принципами:

- принцип типичности. Оборудование должно быть типовым.

применяться на различных технологических установках и быть наиболее распространенным;

- принцип основательности. В выбранном оборудовании должны реализовываться основные процессы машино-, авиа- или ракетостроения;

- принцип образовательной пригодности. Элементы выбранного оборудования возможно использовать при разработке промежуточных заданий по дисциплинам, входящим в различные циклы учебного плана как базовой, так и вариативной части.

Статистический анализ распространенности различных видов оборудования и соответствия его вышеуказанным принципам показал возможность использования в качестве объектов сквозного дипломного проектирования нескольких видов оборудования, эксплуатируемого на основных предприятиях оборонного комплекса, а наиболее распространенными являются: шестикоординатный станок, лазерный комплекс для раскроя материала, вакуумная печь. После определения основных видов оборудования проводился выбор технологических процессов, где применялись все три вида оборудования и они были взаимосвязаны по технологической схеме, а также задавались основные исходные данные для объектов.

Изначально ставилась задача на основе данных объектов разработать предварительный вариант типовой магистерской диссертации, который бы выдавался студентам на первом курсе. Для этого было проработано достаточное количество регламентов технологических установок, где выбирались подходящие для такого вида выпускной квалификационной работы (ВКР) объекты.

По мнению Полякова А.Н. и Никитиной И.П. инвариантность ВКР в первую очередь должна определяться тематикой, предусмотренной ФГОС ВПО:

- модернизация и автоматизация действующих в машиностроении производственных и технологических процессов и производств, а также средств и систем, необходимых для их реализации и автоматизации;

- разработка проектов машиностроительных изделий и производств с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров, обеспечивающих их эффективность, оценка инновационного потенциала проекта;

- разработка методик выбора эффективных материалов, оборудования и других средств технологического оснащения, автоматизации и управления для реализации производственных и технологических процессов изготовления конкурентоспособной машиностроительной продукции;

- организация эффективного контроля материалов, технологических процессов, готовых изделий;

машиностроительных производств и их элементов с использованием современных методов и средств анализа;

- разработка методик и программ испытаний изделий, элементов машиностроительных производств;

- разработка теоретических моделей для исследования качества выпускаемых изделий, технологических процессов, средств и систем машиностроительных производств и т.д. [4].

На основании анализа «заводских» регламентов технологических установок и рабочих чертежей были собраны и обобщены исходные данные, позволившие разработать несколько вариантов предварительных заданий на сквозное диссертационное проектирование магистрантов с описанием содержания основных разделов пояснительной записки, графической части и даже возможных приложений. На основе таких заданий на всем протяжении обучения разрабатывались альтернативные промежуточные задания по основным дисциплинам учебного плана [5,6,7], объектами изучения которых были элементы этих выбранных реальных видов оборудования. При этом сами самостоятельные работы магистрантов составляли логическую цепь, показывающую междисциплинарную связь и завершающуюся выполнением выпускной квалификационной работы (ВКР). Все дисциплины, по которым могли быть составлены промежуточные задания, были разбиты по блокам, каждый из которых курировал преподаватель аэрокосмического института - так называемый «преподаватель-технолог». Результатом данной образовательной траектории, в сочетании с междисциплинарным характером обучения и опережающей самостоятельной работой магистранта станет подытоживание производственно-технологической и научно-исследовательской деятельностей магистранта, а большая часть ВКР будет аккумулировать в себе все результаты промежуточных самостоятельных работ.

Задания на магистерское диссертационное исследование называются предварительными, так как в перспективных планах такого подхода к обучению магистрантов, по мере выполнения различных видов самостоятельных работ и других видов учебных занятий, а также прохождения практик уточнять их содержание и исходные данные. Контроль выполнения индивидуального плана работы студентом осуществляют его научный руководитель, руководитель магистерской программы и выпускающая кафедра.

Однако некоторым препятствием к практической реализации данной идеи стал факт невозможности осуществить логическую последовательность в изучении реального объекта по всем дисциплинам, входящих в структуру основной образовательной программы по направлению подготовки магистров.

Причинами такого обстоятельства можно назвать некоторое некорректное распределение части дисциплин по семестрам и курсам; нежелание отдельных преподавателей смежных кафедр участвовать в реализации проекта;

недостаточное оснащение дисциплин соответствующим профильным программным продуктом.

Поэтому необходимо творчески, но обдуманно привязываться к каким-то конкретным исходным данным и параметрам реальных объектов;

реализовывать идею применения элементов реальных объектов в различных видах самостоятельных работ магистрантов для реализации компетентностного образовательного подхода, а также трансформировать и приспособить принципы предлагаемой технологии к возможностям определенной выпускающей кафедры.

В целом возможно и практически осуществимо внедрение новой образовательной личностно-ориентированной технологии на любой выпускающей кафедре аэрокосмического института ОГУ.

Вместе с тем проведенное исследование не исчерпывает содержание рассматриваемой проблемы, а является фундаментом для дальнейшего генерирования профессиональных компетенций магистров в условиях новых образовательных технологий, связанных с совершенствованием диагностического инструментария и инновационной политики обучения и преподавания.

4. Алимова, Л. Б. Оценка качества образования в системе университетского комплекса // Л.Б. Алимова, С.В. Романович / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013 - С.13- 5. Кулюкина, Е. С. Формирование компетенций бакалавров и магистров технических профилей с учетом международных стандартов: Автореф.

…канд. пед. наук. – Томск, 2011. – 24 с.

6. Ковалевский, В. П. Университетский комплекс как инновационный образовательный центр региона // В.П. Ковалевский / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013 - С.5- 7. Поляков, А. Н. Об итоговой аттестации магистров на направлению 151900.68 – Конструкторско-технологического обеспечение машиностроительных производств // А.Н. Поляков, И.П. Никитина / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013 - С.198- 8. Гаврилов, А. А. Автоматизирование формирования заданий для самостоятельной работы студентов на примере задач по разделу «Динамика системы» дисциплины «Теоретическая механика» // А.А. Гаврилов, Н.А.

Морозов / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-методической конференции (с международным участием). Оренбургский гос. ун-т. Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013 - С.603- 9. Горелов, С. Н. Инженерный анализ конструкций с помощью современных компьютерных технологий [Электронный ресурс] // С. Н. Горелов, В. В.

Шелофаст // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры : материалы Всерос. науч.-метод. конф., 1-3 февраля 2012 г.

/ Оренбург. гос. ун-т. – Оренбург : ОГУ, 2012. – [С. 80-86]. - 1 электрон. опт.

диск (CD-ROM). – Загл. с этикетки диска. - ISBN 978-5-4418-0022-8.

10. Русяев, А.С. Интерактивные средства обучения для активизации познавательной деятельности магистрантов на занятиях по дисциплине «Современные проблемы автоматизации и управления» // А.С. Русяев, Ю.Р.

Владов, А.И. Сергеев / Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научнометодической конференции (с международным участием). Оренбургский гос.

ун-т. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013 - С.216-

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА НА ЭТАПЕ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЕРТОЛЕТА

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург На этапе предварительного проектирования вертолета решаются многовариантные задачи выбора основной концепции, обоснования и формирования аэродинамической схемы, разработки компоновочных решений, расчета параметров основных агрегатов. Важность принимаемых на этом этапе проектных решений требует увеличения числа рассматриваемых вариантов с детализацией проектов до уровня параметрического синтеза. Разработка и применение систем автоматизированного проектирования предоставляет возможность просчитывать большое количество вариантов с изменением варьируемых параметров и находить оптимальные решения по выбранным критериям. В большинстве случаев проектирование с применением САПР выполняется в диалоговом режиме, что позволяет активно использовать творческий потенциал, эвристические способности и опыт проектировщика, а также осуществлять вычислительные исследования для решения основных задач проектирования, а именно [1]:

- выбор рациональных схемных решений и оптимизация параметров для большого числа вариантов проекта;

- обоснование целесообразности использования новых проектных решений, реализация которых потребует дополнительных затрат в организации производства;

- определение и обоснование летно-технических требований к проектируемому вертолету;

- подготовка информации для оценки конкурентоспособности проектируемого вертолета по сравнению с современными представителями соответствующего типа и назначения.

К задачам параметрического синтеза при предварительном проектировании вертолетов относятся расчет массы вертолета и его агрегатов, определение потребной мощности двигательной установки, расчет массы топлива, необходимого на выполнение полета на заданную дальность, расчет геометрических и аэродинамических характеристик несущего и рулевого винтов. Результаты параметрического синтеза используются для анализа и оценки летно-технических характеристик вертолета.

«Авиастроение» решение задач параметрического синтеза является частью курсовой работы по дисциплине «Проектирование вертолетов».

Автоматизированный расчет параметров вертолета выполняется с применением комплекса компьютерных программ, реализованных в системе Mathcad. Работа в этой системе имеет ряд моментов, оказывающих положительное влияние на формирование практических навыков проектирования в диалоговом режиме с возможностью поиска оптимального проектного решения с минимальными затратами времени. При необходимости обучающиеся имеют возможность корректировки алгоритмов расчета в соответствии с выбранной аэродинамической схемой вертолета. В процессе выполнения расчетов обучающиеся осваивают основные принципы проектирования: итерационный принцип решения проектных задач, принцип декомпозиции объекта проектирования с различной детализацией и принцип контролируемости промежуточных и окончательных результатов.

Итерационный принцип проектирования реализуется в виде метода последовательных приближений, алгоритмы которого включены в программы для расчета крейсерской скорости вертолета и некоторых других параметров.

Итерационный принцип в применяется в процессе подбора модели двигателей, когда сначала рассчитывается потребная мощность двигательной установки, а затем выполняется уточненный расчет параметров вертолета по мощности выбранного двигателя.

По принципу декомпозиции сложная задача параметрического синтеза разделена на множество более простых, для решения которых предназначены составные части программ отдельные программы комплекса.

Контролируемость процесса проектирования обеспечивается выводом промежуточных результатов как с целью принятия решения об изменении исходных данных и варьируемых параметров, так и для поиска ошибок в расчете.

Одним из направлений вертолетостроения является разработка вертолета модульной конструкции. Степень детализации при разделении конструкции на отдельные унифицированные модули зависит от решаемых задач. В состав модуля несущей системы вертолета одновинтовой схемы с рулевым винтом входят несущий винт, главный редуктор, бустерная система управления, двигательная установка, агрегаты трансмиссии для вращения рулевого винта, а также элементы силового каркаса фюзеляжа и хвостовая балка, являющиеся основной базой модуля. В качестве критерия оптимальности модуля несущей системы целесообразно принять коэффициент массовой отдачи – отношению массы всей нагрузки на модуль, включая массу планера вертолета, к собственной массе модуля. Масса нагрузки определяется как разность между силой тяги T несущего винта и весом модуля G, деленная на ускорение свободного падения. Для расчета силы тяги и массы модуля разработана программа параметрического синтеза модуля, основанная на известной методике расчета массы агрегатов вертолета [2].

Сила тяги несущего винта T при заданной мощности N двигательной установки возрастает с увеличением радиуса лопастей R, или с уменьшением удельной на ометаемую площадь p. По импульсной теории несущего винта При увеличении радиуса лопастей возрастает масса несущего винта, увеличиваются масса главного редуктора, длина и масса хвостовой балки с трансмиссионным валом, масса гидроусилителей бустерной системы управления, что приводит к повышению массы всего модуля и снижению его массовой отдачи. Уменьшение радиуса лопастей приводит к снижению силы тяги. Масса несущего винта mнв, состоящего из лопастей и втулки, рассчитывается по формуле [2] Бустерная система включает все элементы управления, воспринимающие нагрузки от лопастей: автомат перекоса с тягами, гидроусилители с их креплением на редукторе, тяги от гидроусилителей до автомата перекоса, гидросистему с мощностью, достаточной для питания гидроусилителей. Масса бустерной системы mбу равна:

Из приведенных формул следует, что масса несущего винта и бустерной системы зависит от радиуса R, коэффициента заполнения, ширины лопастей b, количества лопастей zл. Кроме этого увеличение коэффициента заполнения повышает потребный крутящий момент. Оптимизация геометрических параметров несущего винта являются следующим этапом проектирования.

Некоторые результаты расчетов при мощности условной двигательной установки, равной 1000 кВт, представлены на рисунках.

Рисунок 1 – Зависимость грузоподъемности модуля несущей системы от Рисунок 2 – Зависимость массы модуля несущей системы от радиуса винта при Рисунок 3 – Зависимость удельной нагрузки на несущий винт при мощности Представленная методика применяется при выполнении курсового и дипломного проектирования по направлению подготовки Авиастроение и обеспечивает углубленное понимание взаимосвязей параметров вертолета и приобретение практических навыков выполнения проектировочных расчетов с поиском оптимального решения задачи.

1. Опыт разработки систем автоматизации предварительного проектирования самолетов и вертолетов. В.Е. Денисов, В.А. Каргополъцев, Л.М. Шкадов, А.Ю. Удэюуху. В кн. Проблемы создания перспективной авиационно-космической техники. — М.: Физматлит, 2005. - 648 с. - ISBN 5Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. – М.:

Машиностроение. Самолеты и вертолеты. Т. IV-21. Проектирование, конструкции и системы самолетов и вертолетов. Кн. 2 / А.М. Матвеенко, А.И.

Акимов, М.Г. Акопов и др.; Под. общ. ред. А.М. Матвеенко. -752 с.; ил. ISBN 5ФОРМИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СОДЕРЖАНИЮ УЧЕБНОГО

ПОСОБИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ И ТРАНСПОРТНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ»

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Дисциплина «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования» относится к базовой части профессионального цикла дисциплин студентов направления подготовки 190600 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».

Дисциплина развивает знания и навыки, приобретенные при изучении предшествующей дисциплины «Общая электротехника и электроника» и создает основу для дальнейшего изучения такой дисциплины, как «Электронные системы автомобилей».

Для определения структуры и содержания учебного пособия по данной дисциплине приведем выписку из стандарта ГОС ВПО. Согласно ему содержание дисциплины должно освещать следующие вопросы:

общие сведения об электрооборудовании транспортных и транспортно-технологических машин;

характеристики функциональных узлов и элементов;

общие положения о проектировании электрооборудования технологических машин, методики расчета, типовые узлы и устройства, их унификация и взаимозаменяемость;

технология и схемы электрообеспечения производства при технической эксплуатации, методы ресурсосбережения.

В стандартах 3-го поколения ФГОС ВПО нет четко очерченного круга вопросов, составляющих структуру курса.

Особенностью данной дисциплины является отражение современных тенденций и устройств в области электрического и электронного устройства автомобилей, что требует постоянной актуализации содержания учебников и учебных пособий. В тоже время все отечественные учебные пособия, содержание которых рассмотрено ниже, не отвечают подобным требованиям.

Лучше обстоит ситуация с зарубежными (не имеющими перевода на русский язык) учебными пособиями, выпущенными за последние 5-6 лет, однако зачастую они содержат разделы, не вписывающиеся в структуру курса.

В статье рассмотрены структура и содержание отечественных и зарубежных учебных пособий по дисциплине «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования» с целью формирования актуальной структуры разрабатываемого автором учебного пособия.

В таблице 1 представлена структура отечественных учебных пособий по рассматриваемой дисциплине.

Таблица 1 – Структура отечественных учебных пособий по дисциплине «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортнотехнологических машин и оборудования»

учебного пособия автомобилей транспортноавтомобилей автомобилей Целевая аудитория Общие Система электроснабжения Система зажигания Система освещения Вспомогательное ние диагностическая система Электронные системы управления агрегатами Схемы Продолжение таблицы

ПРЕСС ИНФРА-М

Целевая аудитория Общие требования Система электроснабжения Система зажигания Система освещения Вспомогательное ние система Электронные системы управления агрегатами Схемы ния В результате анализа данных таблицы 1 можно сказать, что наиболее сбалансированными по структуре и содержанию являются учебные пособия В.Е. Ютта и В.А. Набоких.

Рассмотрим структуру и содержание учебных пособий по данной дисциплине зарубежных авторов (см. таблицу 2).

Таблица 2 - Структура зарубежных учебных пособий по дисциплине «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортнотехнологических машин и оборудования»

Electrical and electronic principles Hybrid and electrical vehicles которые отсутствуют в учебных пособиях отечественных авторов: Electrical and electronic principles (Базовая электротехника и электроника), Tools and equipment (Измерение электрических величин), Comfort and safety (Системы комфорта и безопасности), Hybrid and electrical vehicles (Гибридные автомобили и электромобили).

В разделе «Базовая электротехника и электроника» в структуре учебного пособия нет необходимости, поскольку содержащаяся там информация является основой другой дисциплины – «Общая электротехника и электроника».

Раздел «Измерение электрических величин» рассматривает особенности применения мультиметра и осциллографа для измерения в электрических цепях автомобиля. Несмотря на полезность данного раздела, включение его в состав учебного пособия нецелесообразно, поскольку он более уместен в составе лабораторного практикума.

Раздел «Системы комфорта и безопасности» несомненно следует включить в состав учебного пособия, так как данные системы получили широкое распространение и постоянно развиваются.

Раздел «Гибридные автомобили и электромобили» более уместен в составе родственной дисциплины – «Электронные системы автомобилей».

Таким образом, к имеющимся в отечественных пособиях разделам необходимо добавить раздел «Системы комфорта и безопасности», актуализировать содержание разделов с учетом прогресса в данной отрасли (добавить информацию о литий-ионных батареях, обгонных муфтах шкива генератора, системах СТАРТ-СТОП, светодиодных фарах и т.д.), оптимизировать общий объем пособия (не должен превышать 400-500 с.).

Если в содержание пособия добавить материалы по тракторам, то оно сможет использоваться в учебном процессе при изучении дисциплины «Электрооборудование автомобилей и тракторов», поскольку она тесно переплетается с дисциплиной «Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования».

1. Ютт, В.Е. Электрооборудование автомобилей: учебник для вузов / В.Е.

Ютт - М.: Горячая линия-Телеком, 2006. – 440 с.

2. Акимов, С.В. Электрооборудование автомобилей: учеб. для вузов / С.В Акимов, Ю.П. Чижков - М.: ЗАО КЖИ «За рулем», 2006. – 384 с.

3. Чижков, Ю.П. Электрооборудование автомобилей и тракторов:

учебник для вузов / Ю.П. Чижков - М.: Машиностроение, 2007. – 656 с.

4. Волков, В.С. Электрооборудование транспортных и транспортнотехнологических машин: учебник для студ. учреждений высш. проф.

образования / В.С. Волков – 2-е изд., перераб и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. – 384 с.

5. Набоких, В.А. Электрооборудование автомобилей и тракторов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В.А.Набоких. — 3-е изд., стер.

— М.: Издательский центр «Академия», 2013. — 400 с.

6. Туревский, И.С. Электрооборудование автомобилей: Учебное пособие / И.С. Туревский, В.Б. Соков, Ю.Н. Калинин. - М.: ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011.

- 368 с.

7. Соснин, Д.А. Электрическое, электронное и автотронное оборудование легковых автомобилей (Автотроника-3): Учебник для вузов / Д.А. Соснин – М.:

СОЛОН-ПРЕСС, 2010. – 384 с.

8. Данов, Б.А. Электрооборудование военной автомобильной техники:

Учебник / Данов Б.А., Рогачев В.Д., Шевченко Н.П. – Рязань: Военный автомобильный институт, 2005. – 598 с.

9. V.A.W. Hillier & David R. Rogers Hillier’s Fundamentals of Motor Vehicle Technology. Book 3. Chassis and Body Electronics - Fifth Edition – CHELTENHAM, Nelson Thornes Ltd, 2007 – 272 p.

10. James D. Halderman Diagnosis and troubleshooting of automotive electrical, electronic, and computer systems - Sixth edition – New Jersey, Pearson Education Inc, 2012 – 712 p.

11. Barry Hollembeak Classroom and Shop Manual for Automotive Electricity and Electronics - Fifth Edition – NY, Delmar, 2011 – 1298 p.

12. Tom Denton Automobile Electrical and Electronic Systems. Automotive Technology:Vehicle Maintenance and Repair - Fourth Edition - NY, Routledge, – 740 p.

АДАПТАЦИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ОБЩАЯ

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА» К ТРЕБОВАНИЯМ

НАПРАВЛЕНИЯ ПОДГОТОВКИ 190600 «ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ»

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Дисциплина «Общая электротехника и электроника» относится к циклу общепрофессиональных дисциплин и федеральному компоненту ООП. Данная дисциплина является обязательной для изучения на большинстве технических специальностей и направлений подготовки. Это приводит к тому, что учебники и учебные пособия (как и рабочие программы) по данной дисциплине не отражают специфику той или иной специальности, что не способствует развитию интереса у студентов при ее изучении.

Цель авторов данной статьи является попытка адаптации структуры и содержания дисциплины ««Общая электротехника и электроника» к требованиям конкретного направления подготовки, а именно «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов».

Для определения требований к структуре дисциплины обратимся вначале к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы.

Введение. Электрические и магнитные цепи. Основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей. Анализ и расчет линейных цепей переменного тока. Анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами. Анализ и расчет магнитных цепей.

Электромагнитные устройства. Трансформаторы. Машины постоянного тока (МПТ). Асинхронные машины. Синхронные машины. Основы электроники и электрические измерения. Элементная база современных электронных устройств. Электровакуумные и газоразрядные приборы. Полупроводниковые элементы. Источники вторичного электропитания. Устройства питания электронной аппаратуры. Усилители электрических сигналов. Электронные усилители и генераторы. Элементы импульсной техники. Импульсные и автогенераторные устройства. Основы цифровой и микроэлектроники.

Микропроцессорные средства. Электрические измерения и средства измерения, используемые в отрасли.

Курсивом в списке выделены элементы содержания, которые отсутствуют в стандартах 3-го поколения. Очевидно уменьшение обязательных вопросов с одновременным сокращением часов, отводимых на изучение дисциплины. Поэтому остро встает вопрос о важности тех или иных элементов содержания в контексте изучения последующих дисциплин («Электротехника и электрооборудование транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования» и «Электронные системы автомобиля»), а также предстоящей профессиональной деятельности.

Например, следует сократить раздел дисциплины, посвященный методам расчета электрических цепей, поскольку он не имеет практической востребованности в дальнейшем.

При изучении раздела «Электромагнитные устройства и электрические машины» большее внимание следует уделить машинам постоянного тока и особенно синхронным, поскольку именно они находят все большее применение на гибридных автомобилях и электромобилях.

Раздел «Электрические измерения» также следует расширить, в связи с увеличением числа современных измерительных приборов и необходимостью эффективно их применять.

В процессе изучения элементной базы современных электронных устройств необходимо сделать упор на применяемых в составе автомобильного электрооборудования приборах.

Раздел, посвященный импульсным и цифровым устройствам также необходимо уменьшить, поскольку подробное изучение этих устройств лежат вне сферы профессиональной деятельности студентов.

Таким образом, перераспределение часов позволит сориентировать студентов на изучение последующих дисциплин и повысит востребованность умений и навыков, полученных при изучении «Общей электротехники и электроники».

Помимо структуры курса, адаптировать необходимо и содержание.

Большинство отечественных учебных пособий [1-3] содержат большой объем информации по дисциплине, построенной таким образом, чтобы пособие можно было использовать для широкого круга специальностей – от пищевой промышленности, до строительной отрасли.

В тоже время, зарубежные пособия [4-6], как правило, выпускаются для студентов определенных направлений подготовки, а потому даже при изучении базовых понятий электротехники и электроники содержат большое количество примеров, специфичных для данной области.

Рассмотрим несколько примеров, иллюстрирующих данный подход.

Пример 1. Элементы электрической цепи. Резисторы с переменным сопротивлением.

В качестве примера приведены схемы датчиков, использующих переменное сопротивление (см. рисунок 1) [4].

Пример 2. Соединение элементов электрической цепи.

В качестве примера на рисунке 2 показан фрагмент электрической цепи автомобиля, содержащий лампы накаливания, соединенные между собой последователь-параллельно [5].

Пример 3. Электромагнитные устройства и трансформаторы.

На рисунке 3 показана схема катушки зажигания – единственного трансформатора в составе электрооборудования автомобиля [6].

Пример 4. Электрические машины.

Устройство машины постоянного тока – стартера, показано на рисунке [6].

а) датчик уровня топлива, б) датчик положения дроссельной заслонки Рисунок 1 – Потенциометры (резисторы с переменным сопротивлением) Рисунок 2 – Последовательно-параллельное соединение элементов Рисунок 3 – Схема работы катушки зажигания Рисунок 4 – Стартер (двигатель постоянного тока) Рисунок 5 – Диоды выпрямителя автомобильного генератора Пример 5. – Элементная база электронных устройств.

На рисунке 5 показано применение диодов в автомобильном генераторе [6].

Очевидно, что использование подобных примеров в содержании дисциплины «Общая электротехника и электроника» поможет студентам ориентироваться в устройстве электрической части автомобиля и способствует лучшему запоминанию базовых понятий и законом электротехники.

3. Немцов М.В. Электротехника и электроника: учеб. для вузов / М.В.

Немцов. - М.: Высш. шк., 2007. – 560с.

4. Касаткин А.С. Электротехника: учеб. для вузов / А.С. Касаткин, М.В.

Немцов. - 12-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. – 544с.

3. Электротехника и электроника: учеб. пособие для вузов / В. В. Кононенко [и др.]; под ред. В. В. Кононенко.- 4-е изд. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. с.

4. V.A.W. Hillier & David R. Rogers Hillier’s Fundamentals of Motor Vehicle Technology. Book 3. Chassis and Body Electronics - Fifth Edition – CHELTENHAM, Nelson Thornes Ltd, 2007 – 272 p.

5. A1 Santini Automotive electricity and electronics - Second edition – NY, Delmar, Cengage Learning, 2013 – 504 p.

6. John F. Kershaw, Ed.D., James D. Halderman Automotive Electrical and Electronic Systems. Classroom Manuals - Fifth Edition Update – New Jersey, Pearson Education Inc, 2007 – 366 p.

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ

В ОБЛАСТИ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Образование в сфере электротехники, как и любое другое техническое образование, представляет особый интерес для анализа проблематики становления инновационной экономики в России.