Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (табл. 5).
Таблица 5
Методы и формы организации обучения
ФОО Методы | Лекции | Лабораторные занятия | СРС |
Работа в команде | + | + | + |
Case-study | + | ||
Игра | |||
Методы проблемного обучения | + | + | |
Обучение на основе опыта | + | ||
Опережающая самостоятельная работа | + | + | |
Проектный метод | + | + | |
Поисковый метод | + | + | + |
Исследовательский метод | + |
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1. Текущая самостоятельная работа студента
Текущая самостоятельная работа студента направлена на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений:
· поиск, анализ, структурирование и презентация информации,
· выполнение расчетных работ;
· исследовательская работа и участие в научных студенческих конференциях, семинарах и олимпиадах;
· анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа ориентированая на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов. В результате самостоятельной подготовки студент овладевает следующими компетенциями: ОК-1, ОК-7, ПК-1, ПК-2, ПК-6, ПК-9, ПК-18, ПК-19.
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
Самостоятельная работа в объеме 52 ч. по освоению теоретических и практических основ дисциплины «Надежность и долговечность машин» заключается в следующем:
· работа с конспектом лекций, методической и учебной литературой в соответствии с учебным планом – 22 часов;
· подготовка к защите шести лабораторных работ – 15 часов;
· подготовка к входному контролю (тестированию), текущему контролю (три контрольные работы) и итоговому контролю – 15 часов.
Пример вопросов для самостоятельной работы
1. Вероятность безотказной работы объектов;
2. Наработка на отказ;
3. интенсивность отказов;
4. Характеристика отказов;
5. Способы резервирования элементов системы;
6. Мера накопления повреждений;
7. Малоцикловая усталость;
8. Вероятность отказа;
9. Линейная модель накопления повреждений;
10. Срок службы;
11. Параметр потока отказов;
12. Средняя наработка на отказ;
13. Экспоненциальный закон надежности;
14. Вероятность безотказной работы системы при параллельном
соединении элементов;
15. Вероятность безотказной работы системы при последова-
тельном соединении элементов;
16. Кумулятивные модели отказов;
17. Критические и ресурсные отказы;
18. Линейное суммирование повреждений;
19. Автомодельный процесс накопления повреждений;
20. Многостадийная модель накопления повреждений;
21. Постоянные и переменные нагрузки;
22. Классическая усталость;
23. Интенсивность изнашивания;
24. Коэффициент интенсивности напряжений;
25. Линейная механика разрушения.
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов, том числе программное обеспечение, Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные модели и др.), учебные и методические пособия:
1. рабочая программа дисциплины «Надежность и долговечность машин»;
2. Лекции;
3. компьютеризированный демонстрационный материал для проведения лекционных занятий, выполненных в программе Power Poit.;
4. компьютеризированные методические указания к выполнению лабораторных работ в компьютерном классе;
5. комплект тестовых материалов;
6. лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный класс для проведения практических работ.
7. СРЕДСТВА ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Контроль успеваемости студентов осуществляется в виде:
· вопросами входного контроля;
· вопросами текущего контроля;
· итогового контроля (экзамен в седьмом семестре).
Контроль служит эффективным стимулирующим фактором для организации самостоятельной и систематической работы студентов, усиливает глубину и долговременность полученных знаний. Контроль осуществляется на аудиторных занятиях, в том числе и на консультациях, чем создаются условия, при которых студент вынужден ритмично работать над изучением данного курса.
Организация контроля строится на оценке знаний студентов по принятой в Национальном исследовательском Томском политехническом университете рейтинговой системе. Максимальное количество баллов по данной дисциплине, которое может набрать студент, составляет 100 баллов (табл. 6).
Таблица 6
Оценка видов занятий дисциплины
«Надежность и долговечность машин» по рейтинговой системе
№ п./п. | Вид занятий | Баллы |
1 | Посещение лекций | 10 |
2 | Входной контроль | 10 |
3 | Текущий контроль (тестирование) | 30 |
4 | Выполнение и защита лабораторных работ, из них: | 35 |
4.1.Теория вероятности. Законы распределения случайных величин | 2 | |
4.2.Сложное сопротивление материалов. Расчеты на усталость | 3 | |
4.3.Неразъемные соединения деталей. Прочностной расчет | 5 | |
4.4.Прочность при динамических нагрузках | 5 | |
4.5.Расчет валов на жесткость и усталость | 15 | |
4.6.Расчет на долговечность подшипников качения | 10 | |
Максимальное количество баллов, всего | 100 |
Примеры входного контроля по дисциплине
«Надежность и долговечность машин»
Модуль 2
Вопросы
1. Общие понятия надежности.
2. Состояние объектов конструкций машин.
3. Дефекты, повреждения, отказы объектов.
4. Временные понятия продолжительности работы объекта.
Модуль 3
Вопросы
1. Техническое обслуживание и ремонт объектов.
2. Показатели надежности.
3. Показатели долговечности
4. Показатели ремонтопригодности.
Модуль 4
Вопросы
1. Показатели сохраняемости.
2. Комплексные показатели надежности.
3. Резервирование.
4. Нормирование надежности.
Модуль 5
Вопросы
1. Обеспечение, определение и контроль надежности.
2. Испытания на надежность.
3. Показатели безотказности.
Примеры текущего контроля (тестирование) по дисциплине
«Надежность и долговечность машин»
Тема 1. Основные показатели и математические модели теории надежности
Тест 1
Укажите соотношение, которое определяет статистическую оценку вероятности безотказной работы для массовых объектов:
1. 
;
2. 
;
3. 
;
4. 
.
Поясните почему вы выбрали данный ответ и укажите, что указывают все остальные формулы.
Тест 2
Укажите верное соотношение определяющее параметр потока отказов:
1. 
;
2. 
;
3. 
;
4. 
.
Поясните почему вы выбрали данный ответ и укажите, что указывают все остальные соотношения.
Тест 3
Укажите определение соответствующее комплексному показателю надежности:
1. Показатель надежности, характеризующий несколько свойств, составляющих надежность объекта.
2. Показатель надежности, точечная или интервальная оценка которого определяется по данным испытания.
3. Показатель надежности, значение которого определяется расчетным методом.
4. Количественная характеристика одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта.
Тема 2. Показатели надежности
ТЕСТ 1
Указать верные соотношения позволяющие определить вероятность безотказной работы через интенсивность потока отказов:
1. 
=
;
2. =
;
3. =
;
4. 
=
.
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные соотношения.
ТЕСТ 2
При каком соединении элементов объекта, вероятность его безотказной работы выше:
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные соединения в тесте.
ТЕСТ 3
Указать область безотказной работы объекта в целом с учетом возможности нескольких типов отказов отдельного объекта:
где Г1,Г2, …, Г** - границы областей безотказной работы при возможных отказах отдельного объекта; V1,V2 – значения двухмерного вектора качества.
Тема 3. Математические модели теории надежности
ТЕСТ 1
На каком из рисунков указанная траектория отражает изменение вектора качества с учетом принятых ранее обозначений:
1. q(t); 2. u(t); 3. v(t) 4. w(t)
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что показывают все остальные рисунки.
ТЕСТ 2
Указать верное соотношение, позволяющее определить полный риск для объекта со случайными свойствами при воздействии случайных нагрузок:
1. 
2. 
3. 
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные соотношения в тесте.
ТЕСТ 3
По отношению к какой группе отказов относится эксплуатационная надежность:
1. Отказы второстепенных и относительно легко восстанавливаемых элементов;
2. Отказы, лимитирующие ресурс объекта в целом;
3. Отказы, приводящие к аварии.
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные определения.
Тема 4. Постановка задач теории надежности
ТЕСТ 1
Отметить основные недостатки скалярных мер повреждений:
А. Выбор крайних значений меры повреждений произволен;
В. Невозможность описать сложные явления, сопровождающие накопление повреждений;
С. Скалярная мера повреждений допускает интерпретацию, не связанную непосредственно с физической картиной повреждений;
Д. Функция меры повреждения не учитывает историю предшествующего нагружения.
Выбрать правильный или правильные ответы. Объяснить почему или привести пример.
ТЕСТ 2
Какое минимально возможное число объектов необходимо для экспериментальной проверки правила линейного суммирования:
А. Один;
В. Два;
С. Три;
Д. Девять.
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, что означают другие числа объектов.
ТЕСТ 3
Что лежит в основе гипотезы автомодельности процесса накопления повреждений:
1. Введение независимой переменной процесса;
2. Введение безразмерной переменной;
3. Замена нескольких переменных одной переменной;
4. Замена одной переменной несколькими переменными.
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, объяснить, почему остальные варианты ответов не являются правильными.
Тема 5. Модели накопления повреждений
ТЕСТ 1
Отметить какое из приведенных соотношений служит для определения скорости накопления повреждений:
А. 
;
В. 
;
С. 
;
Д. 
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные формулы.
ТЕСТ 2
Какое максимальное значение может принять скалярная мера накопления повреждений:
А. 0;
В. 0.5;
С. 1,0;
Д. 2,0.
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, что означают другие значения.
ТЕСТ 3
Какое выражение относится к методу распределения надежности системы при задании одинаковой надежности всех последовательно соединенных
подсистем:
А. 
;
Б. 
;
В. 
;
Г. 
.
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные соотношения.
Тема 6. Построение полуэмпирических моделей по данным ресурсных испытаний
ТЕСТ 1
Какие значения используются для оценки динамических нагрузок, действующих в машинах и оборудовании:
А. Математическое ожидание;
В. Среднеквадратическое значение;
С. Частотный спектр;
Д. Спектр мощности.
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, объяснить, почему остальные варианты ответов не являются правильными.
ТЕСТ 2
На какие виды подразделяются случайные нагрузки исходя из анализа их зависимости от аргумента:
А. Стационарные;
В. Одномерные
С. Нестационарные;
Д. Многомерные
Е. Скалярные
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, объяснить, почему остальные варианты ответов не являются правильными.
ТЕСТ 3
Какое из ниже приведенных соотношений отражает модель многоцикловой усталости при разбросе механических свойств материала и отсутствии ярко выраженного предела усталости:
1. 
2. 
3. 
Ответ:
Выберите правильный ответ и укажите, напишите, что указывают все остальные формулы.
ТЕСТ 4
Какая вероятностная модель является наиболее удобной для однопараметрического семейства кривых усталости:
1. Однопараметрическое распределение Вейбулла;
2. Экспоненциальное распределение;
3. Двухпараметрическое распределение Вейбулла;
Выбрать правильный или правильные ответы. Написать, объяснить, почему остальные варианты ответов не являются правильными.
Примеры итогового контроля по дисциплине
«Надежность и долговечность машин»
Формой итогового контроля является экзамен. Используются зачетные билеты. Приведем пример.
Национальный исследовательский Томскийполитехнический университет | Институтприродных ресурсов | |
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1_ |
по дисциплине «Надежность и долговечность машин»
кафедра ТХНГ
курс IV
1. Исходные представления теории надежности. Безотказность.
2. Механика разрушения. Энергетический подход Гриффитса.
3. Задача. Система состоит из трех блоков, средняя наработка до первого отказа которых равна Т1=160 час, Т2=320 час, Т3=600 час. Для блоков справедлив экспоненциальный закон надежности. Требуется определить среднюю наработку до первого отказа системы.
Составил: _________________________ доцент, к. т.н.,
Утверждаю: зав. кафедрой _____________ доцент, к. т.н.,
« 1 » сентября 2011 г
Национальный исследовательский Томскийполитехнический университет | Институтприродных ресурсов | |
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2_ |
по дисциплине «Надежность и долговечность машин»
кафедра ТХНГ
курс IV
1. Формула для определения безотказной работы элементов. Модели схемы надежности работы систем.
2. Малоцикловая усталость. Понятие надежности.
3. Задача. Система состоит из двух устройств. Вероятности безотказной работы каждого из них в течении времени t=100 час. Равны: p1(100) = 0.95, p2(100)=0.97.Справедлив экспоненциальный закон надежности. Необходимо найти среднюю наработку до первого отказа системы.
Составил: _________________________ доцент, к. т.н.,
Утверждаю: зав. кафедрой _____________ доцент, к. т.н.,
«1 » сентября 2011 г
8. ФОРМИРУЕМЫЕ КОМПЕТЕНЦИИ
Результаты формируемых компетенций в зависимости от вида полученных знаний по дисциплине «Надежность и долговечность машин» представлены в табл. 7.
Таблица 7 |
| |||
Формируемые компетенции в зависимости от вида полученных знаний по дисциплине «Надежность и долговечность машин» |
| |||
Коды | Компетенции, совокупный ожидаемый результат по завершении обучения | Совокупность оценочных заданий по дисциплине «Надежность и долговечность машин» | ||
лекции | лабораторные работы | самостоятельная работа | ||
Общекультурные (ОК) | ||||
ОК-1 | обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения | ü | ü | ü |
ОК-7 | использовать нормативные правовые документы в своей деятельности | ü |
| ü |
Профессиональные(ПК) | ||||
общепрофессиональные | ||||
ПК-1 | самостоятельно приобретать новые знания, используя современные образовательные и информационные технологии |
| ü | ü |
ПК-2 | использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования |
| ü |
|
производственно-технологическая деятельность | ||||
ПК-6 | применять процессный подход в практической деятельности, сочетать теорию и практику | ü | ü |
|
ПК-9 | оценивать риски и определять меры по обеспечению безопасности технологических процессов в нефтегазовом производстве | ü | ü | ü |
экспериментально-исследовательская деятельность способность | ||||
ПК-18 | планировать и проводить необходимые эксперименты, обрабатывать, в т. ч. с использованием прикладных программных продуктов, интерпретировать результаты и делать выводы | ü | ü | ü |
ПК-19 | использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач, возникающих в ходе профессиональной деятельности | ü | ü | ü |
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
9.1. Перечень рекомендуемой литературы
Основная
1. . Ресурс машин и конструкций. – М.: Машиностроение, 1990.
2. . Прогнозирование ресурса машин и конструкций. – М.: Машиностроение, 1984.
3. , , . Основы расчетов на трение и износ. – М.: Машиностроение, 1977.
4. , , . Расчеты деталей машин на прочность в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1985.
5. . Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во
времени / ; Под ред. . — 2-е изд., пере
раб. и доп.— М. : Машиностроение, 1993. — 364 с.
5. Надежность технических систем: Справочник/Под редакцией И. А.
Ушакова.– М:. Радио и связь, 1985.
6. . Нормирование показателей надежности. – М:. Изда-
тельство стандартов, 1986.
8. Обеспечение надежности магистральных трубопроводов / , , - Уфа: , 200с..
9. ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Основные понятия.
Термины и определения»
10. , . Функциональная надежность магистральных трубопроводных систем: Монаграфия. – Харьков: Изд-во НТМТ. ХНАГХ. – 2009. – 276 с.
11. Фомин контроль качества в сварочном
производстве. — Ростов-на-Дону : Изд-во ДГТУ, 2008. — 100 с.
Дополнительная литература
11. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. (Ред.
совет: (пред.) и др. Т. 1. Методология.
Организация. Терминология)Под ред. .-М.:
Машиностроение, 1989.-224 с.
12. Надежность и эффективность в технике. Справочник в 10 т. / Ред.
совет: (пред.) и др. Т. 2.
13. Математические методы в теории надежности и эффективности/Под
ред. .-М.: Машиностроение, 1987.-280 с.
14. Надежность и эффективность в технике : Справочник: В 10-ти
томах / , , ; Под ред.
. Т. 8: Эксплуатация и ремонт. — 1990. — 320 с.
15. Надежность технических систем. Справочник/, В. А.
Богатырев, и др./Под ред. -М.: Радио и
связь, с.
15. Data Processing Vocabulary. Section 14. Reliability, Maintenance and
Availability. - Geneva: ISO 2382, 19p.
16. International Electrotechnical Vocabulary. Chapter 191. Reliability,
Maintainability and Quality of Service (draft).-Geneva: International Electrotechnical Commission, 1987.-75 p.
18. EOQC Glossary.-Bern: EOQC. 1988.-24 p.
19. , , Соловьев
методы в теории надежности.-М.: Наука, 1987.-280 с.
20. , Дидусев по расчету надежности
машин на стадии проектирования.-М.: Машиностроение, 1986.-224 с.
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
В проведении лекционных и практических занятий используются следующие аудитории:
· 305 ауд. 20 кор. (94 посад. места, используется персональный РС Core 2 Duo 1.8. с программным обеспечением: Microsoft Office PowerPoint 2003);
· 123 ауд. 20 кор. (30 посад. мест, персональный РС Core 2 Duo 1.8, Интерактивная доска StarBoard FX-82W, с программным обеспечением: Microsoft Office PowerPoint 2003; Система интерактивного опроса и голосования VERDICT на 30 участников; Беспроводной графический планшет.
· 107 ауд. 20 корп.(12 посад. мест, Компьютеры моделей, Core 2 Duo; Мультимедийный комплекс; Плазменная панель NEC Plasma Sync; ПО: Inventor, MathCad, Microsoft Office PowerPoint 2003, Виртуальные лабораторные работы.)
Программа одобрена на заседании учебно-методического кафедры ТХНГ (протокол от «1» июля 2011 г.).
Автор(ы) к. т.н., доцент каф. ТХНГ , а
ассистент каф. ТХНГ
Рецензент(ы) к. т.н., зав. Каф. ТХНГ
Учебное издание
НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН
Рабочая программа для подготовки бакалавров по направлению
131000 «Нефтегазовое дело»,
профиль
«Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки»
Разработчики
Подписано к печати 05.11.2010. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XЕROX. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Заказ. Тираж 30 экз. | ||
| Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000 |
|
Тел. / www. ***** |
. г. Томск, пр. Ленина, 30.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
