МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 150700 Машиностроение

Профиль(и) подготовки: Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"Теоретические основы ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ КПЭ"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

По выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б2.12

Часов (всего) по учебному плану:

180

Трудоемкость в зачетных единицах:

6


Лекции

60 час

6 семестр

Практические занятия

30 час

6 семестр

Лабораторные работы

Расчетные задания, рефераты

5 час самостоят. работы

6 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 час

6 семестр

Экзамены

6 семестр

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение теоретических основ обработки материалов концентрированными потоками энергии для научно обоснованного построения различных технологических процессов, связанных с обработкой материалов КПЭ. Выпускник должен:

·  обладать способностью и готовностью к практическому анализу логики различного рода рассуждений, к публичным выступлениям, аргументации, ведению дискуссии и полемики (ОК-12);

·  анализировать научно-техническую информацию, изучать опыт отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

·  принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения (ПК-10);

·  использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17).

Задачами дисциплины являются:

·  познакомить обучающихся с совокупностью явлений, которые составляют сущность процесса сварки плавлением с использованием КПЭ;

·  дать информацию о формировании химического состава, структуры и свойств сварного соединения при сварке сталей и сплавов, применяемых при производстве элементов энергетического оборудования;

·  научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующей разработке технологических процессов сварки с использованием КПЭ.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.2.12 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки материалов» направления 150700 Машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Химия», "Материаловедение", "Технология конструкционных материалов".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной работы и дипломного проекта по специальности 150700 Машиностроение.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

● основные источники научно-технической информации по физическим методам неразрушающего контроля материалов (ОК-7, ПК-6);

● основные принципы построения технологических процессов неразрушающего контроля на базе проникающих веществ и внешних энергетических полей (ПК-10);

● оборудование и основные вспомогательные и расходные материалы, необходимые для осуществления процессов контроля сварных соединений (ПК-10);

● источники научно-технической информации (технические журналы, Интернет-сайты и пр.) по основным методам контроля сварных соединений энергоустановок (ПК-17).

Уметь:

● осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

● определять метод или группу методов неразрушающего контроля для оценки качества сварных соединений энергооборудования или других видов машиностроительной продукции (ПК-10);

● анализировать и грамотно использовать информацию о новых решениях технологических операций неразрушающего контроля на базе физических методов воздействия на контролируемый объект (ПК-17);

Владеть:

● навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

● терминологией в области физики и технологии неразрушающего контроля материалов и сварных соединений (ОК-2);

● навыками поиска информации о достижениях в области физических методов неразрушающего контроля (ПК-6);

● информацией о технических параметрах оборудовании, используемого для организации неразрушающего контроля (ПК-17);

● способностью использовать известные технические средства для организации контроля и обработки полученных результатов (ПК-18).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единицы, 180 часа.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Концентрированные и неконцентрированные источники энергии

10

6

4

2

4

Тест: концентрированные и неконцентрированные источники энергии

2

Процессы, протекающие при воздействии электронного луча на материалы

92

6

30

18

--

24

Контрольная работа

3

Процессы, протекающие при воздействии лазерного луча на материалы

62

6

22

8

--

22

Контрольная работа

4

Применение самоорганизующихся (синергетических) технологий сварки и обработки материалов

8

6

4

2

--

2

Тест: применение самоорганизующихся (синергетических) технологий сварки и обработки материалов

Зачет

2

6

--

--

--

2

Экзамен

36

6

--

--

--

36

устный

Итого:

180

60

30

--

90

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

6 семестр

1. Концентрированные и неконцентрированные источники энергии

Концентрированные и неконцентрированные источники энергии. Основные закономерности взаимодействия концентрированных потоков энергии (электронный луч, луч лазера, струя низкотемпературной плазмы, сжатая электрическая дуга, ионные пучки) с твердым телом при осуществлении процессов сварки, резки, сверления, модифицирования. Самоорганизация процесса нагрева материалов. Синергетика.

2. Процессы, протекающие при воздействии электронного луча на материалы

Физические процессы при воздействии КПЭ на материалы. Потери энергии в газовой и конденсированной средах; основные процессы взаимодействия потока энергии с веществом; характер теплового источника; условия перехода к взрывному вскипанию вещества; плавление, испарение и выброс продуктов разрушения из зоны обработки; вторичное излучение из мишени и эффективный КПД нагрева, коэффициент поглощения энергии материалом; термический КПД проплавления материала; взаимодействие электронного луча и лазерного излучения с плазмой в зоне обработки.

Автоколебания температурного поля в зоне обработки КПЭ, динамика формирования глубокого канала в материале; физическое моделирование процесса нагрева твердого тела в автоколебательном режиме; схема типичной автоколебательной системы; решение системы нелинейных уравнений, описывающих автоколебания температурного поля при обработке материала; аналитическое определение частоты и амплитуды колебаний температуры поверхности мишени; резонансные режимы нагрева при выполнении операций сварки, сверления отверстий, оплавления тел вращения с получением периодических структур на поверхности.

Гидродинамические процессы в зоне воздействия КПЭ на материалы, деформация поверхности жидкой фазы; формирование канала в материале; закономерности переноса (колебания) жидкого металла в канале проплавления; типичные дефекты формирования канала.

Закономерности сварки металлов больших толщин с глубоким проплавлением, связь удельной мощности источника с геометрическими характеристиками зоны проплавления; расчетное определение глубины и ширины сварного шва; зависимость термического КПД процесса нагрева от параметров сварки; оптимизация размеров зоны термического влияния сварного шва от тепловой эффективности процесса сварки.

Закономерности удаления вещества из зоны обработки при резке и сверлении материалов КПЭ, закономерности испарения и выброса конденсированной фазы из зоны обработки.

Закономерности упрочнения и модифицирования поверхности материалов КПЭ. Температурное поле в зоне обработки и диаграмма состояния обрабатываемого материала; структура материала после обработки; термическое упрочнение без оплавления и с оплавлением поверхности; легирование поверхностного слоя.

3. Процессы, протекающие при воздействии лазерного луча на материалы

Физические основы лазерной обработки материалов: отражение излучения от поверхности, стационарный режим лазерного сверления, скорость лазерного сверления.

Применение лазеров для размерной обработки и сварки; виды лазеров; способы лазерной обработки материалов; газолазерная резка; лазерное термораскалывание.

4. Применение самоорганизующихся (синергетических) технологий сварки и обработки материалов

Перспективы использования в промышленности самоорганизующихся (синергетических) технологий сварки и обработки материалов.

Принципы построения (реализации) самоорганизующихся технологий; сравнительная эффективность стандартных и самоорганизующихся (синергетических) технологий обработки материалов; контроль параметров в условиях самоорганизации технологического процесса.

4.2.2. Практические занятия

6 семестр

Основные закономерности взаимодействия КПЭ с твердым телом.

Основные процессы взаимодействия потока энергии с веществом.

Плавление, испарение и выброс продуктов разрушения из зоны обработки.

Взаимодействие электронного луча с плазмой.

Контрольная работа №1

Динамика формирования глубокого канала проплавления в металле.

Гидродинамические процессы в зоне воздействия КПЭ

Определение эффективного и термического КПД проплавления металла.

Основные закономерности лазерной обработки материалов.

Контрольная работа №2.

Расчет лазерного воздействия при получении отверстий.

Закономерности упрочнения и модифицирования поверхности материалов КПЭ.

Стационарный и нестационарный режим лазерного сверления отверстий.

Определение технологической прочности материалов при воздействии КПЭ.

Связь теоретических основ обработки КПЭ с технологическим процессом изготовления деталей.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

6 семестр

Определение параметров режима ЭЛС по известным геометрическим характеристикам сварного шва.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием презентаций и видеороликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов.

Практические занятия кроме традиционной формы проведения включают встречи с ведущими специалистами предприятий и организаций.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, а также подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, презентация реферата, защита расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1.  Теория сварочных процессов / и др. / под ред. . М.: Изд-во МГТУ им. , 20с.

2.  Теория сварочных процессов / , , и др. / под ред. . М.: Высш. шк., 19с.

3.  , Тумарев сварочных процессов (с основами физической химии). Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. - М.: Высш. шк., 19с.

4.  , Савельев сварных соединений иконструкций. М.: Машиностроение,19с.

5.  , , Углов электронно-лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение, 19с.

б) дополнительная литература:

1.  , , Хренов сварочных процессов. К.: Вища школа, 19с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www. knigka. info/.../teorija-svarochnykh-processov. htm

www. /file/174639/

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа видеоматериалов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 150700 «Машиностроение» и профилю «Машины и технологии высокоэффективных процессов обработки материалов».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., доцент

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Технологии металлов

д. т.н., профессор