Министерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
«Утверждаю»
Председатель Ученого совета,
ректор, академик НАН РК
_______________________
«____» _________ 20___г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин (PNT 5203)
по специальности 6N0724 – Технологические машины и оборудование
(по отраслям)
(2 кредита)
Горный институт
Кафедра Горные машины и оборудование
2010
Предисловие
Рабочая учебная программа разработана доцентом Малыбаевым Нурланом Сакеновичем, кандидатом технических наук
Обсужден на заседании кафедры «Горные машины и оборудование»
Протокол № _______ от «____»______________20___ г.
Зав. кафедрой ____________ «____»________20___ г.
(подпись)
Одобрен УМБ ГИ
Протокол № ________ от «_____»_____________20___ г.
Председатель ________________ «____»_________ 20___ г.
(подпись)
Трудоемкость дисциплины
Семестр | Количество кредитов | Вид занятий | Количество часов СРМ | Общее количество часов | Форма контроля | ||||
количество контактных часов | количество часов СРМП | всего часов | |||||||
лекции | практические занятия | лабораторные занятия | |||||||
2 | 2 | 15 | 15 | - | 30 | 60 | 60 | 120 | Экзамен |
Цель дисциплины
Дисциплина «Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин» ставит целью углубленное изучение применяемых методов и приемов расчета конструктивных параметров технологических машин с учетом их назначения, условий применения и эксплуатации.
Задачи дисциплины
Задачи дисциплины следующие: изучение возможностей использования ПЭВМ; изучение и освоение универсальных программ проектирования технических объектов на макро и микро уровнях; изучение общих методов проектирования машин на мета уровне.
В результате изучения данной дисциплины магистранты должны:
иметь представление:
– о проектно-конструкторской, научно-исследовательской, изобретательской, инновационной деятельности в области технологических машин и оборудования;
знать:
– методы и приемы расчета и оптимизации конструктивных параметров технологических машин как сложных динамических систем; о современном состоянии производства и путях его развития на перспективу; специальную терминологию;
уметь:
– применять принцип декомпозиции сложной системы на ее составные части, процедуры анализа и синтеза, параметрической оптимизации; разрабатывать перспективные конструкции технологических машин и оборудования отрасли;
приобрести практические навыки:
– расчетов с использованием современных методик; работы на ПЭВМ и решения профессиональных задач; в работе с технической и справочной литературой, научно-технической документацией.
Пререквизиты
Для изучения данной дисциплины необходимо усвоение следующих дисциплин (с указанием разделов (тем)):
Дисциплина | Наименование разделов (тем) |
1 Математика | Дифференциальное и интегральное исчисления, теория вероятности и математическая статистика. |
2 Информатика | Языки программирования. Блок-схемы и алгоритмы. Операционная система Windows. |
3 Начертательная геометрия и инженерная графика. | Правила оформления технической документации и требования ЕСКД. |
4 Компьютерная графика | Методы построения и графического изображения деталей и механизмов. |
5 Стандартизация, сертификация и технические измерения | Стандарты, ГОСТы, нормативные документы. |
Постреквизиты
Знания, полученные при изучении дисциплины «Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин», используются при освоении следующих дисциплин:
Методология и методы научных исследований,
Моделирование технологических процессов,
Методы и средства измерений, контроля и испытаний.
Тематический план дисциплины
Наименование раздела, (темы) | Трудоемкость по видам занятий, час. | ||||
лекции | практ. | лаб. | СРМП | СРМ | |
Тема 1 Введение. Содержание и задачи курса. Перспективы развития технологических машин и оборудования. Связь со смежными дисциплинами. Современный подход к проектированию технологических машин и расчету их конструктивных параметров. Термины и понятия. Уровни, аспекты и этапы проектирования. Типовые проектные процедуры. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 2 Этапы разработки новой техники и методологии решения творческих задач. Основные инвариантные понятия техники, законы строения и развития техники, описания технических объектов. Операции Коллера. Этапы проектирования. Математические модели. Постановка и подходы к решению задач анализа. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 3 Системный подход при проектировании и расчете конструктивных параметров технологических машин. Постановка и подход к решению задач параметрического синтеза. Постановка и подход к решению задач структурного синтеза | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 4 Учет режимов работы технологических машин при расчете конструктивных параметров.Описание структур проектируемых объектов в виде И-ИЛИ-дерева. Получение математических моделей технических объектов на макроуровне. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 5 Оптимизация конструктивных параметров технологических машин. Аналогии топологических уравнений. Получение эквивалентных схем технических объектов. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 6 Структурообразование надежности технологических машин. Типы связей между подсистемами различной физической природы. Элементы теории графов. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 7 Методы получения математических моделей на микро уровне. Краевые задачи при проектировании технических объектов. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 8 Метод конечных элементов. Выделение конечных элементов | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 9 Понятие сложной системы. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 10 Имитационное моделирование. Сущность имитационного моделирования. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 11 Агрегатный способ организации квазипараллелизма в имитационной модели. Организация квазипараллелизма способом просмотра активностей. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 12 Системный характер функционирования гидроимпульсных органов машин. Математическая модель функционирования напорной магистрали. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 13 Математическая модель функционирования ударного механизма. Математические модели автономного аккумулятора и механизма подачи. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 14 Системный характер функционирования выемочной машины «Кристалл». Математическая модель внешней среды. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Тема 15 Математическая модель механизма подачи. | 1 | 1 | - | 2 | 4 |
Итого | 15 | 15 | - | 30 | 60 |
Перечень практических занятий
1 Механическая поступательная подсистема.
2 Механическая вращательная подсистема
3 Гидравлический расчет трубопроводов
4 Дроссельные регулирующие устройства
5 Клапаны
6 Динамические гидромашины
7 Объемные гидромашины
8 Изучение основных команд программы ANSYS для моделирования объектов на микро уровне
9 Изучение методов построения плоских фигур
10 Изучение методов построения объемных фигур
11 Изучение методов разбиения областей на конечные элементы, их закрепления и нагружения
12 Построение модели заданного объекта проектирования
Тематический план самостоятельной работы магистранта с преподавателем
Наименование темы СРМП | Цель занятия | Форма проведения | Содержание задания | Рекомендуемая литература |
1. Основные команды GRAPH-PA. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг Консультации. | Работа на ПЭВМ | [1], [2], [4], [5] |
2. Основные элементы эквивалентных схем. | Углубление знаний по данной теме | Консульта-ция. | Работа на ПЭВМ | |
3. Типы связей и их назначение. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
4. Построение ЭС сложной модели. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
5. Составить ЭС дросселя. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
6. Решить ЭС дросселя | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
7. Построить ЭС динамической гидромашины. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
8. Построить ЭС объемной гидромашины. | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | |
9. Основные команды ANSYS | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация. | Работа на ПЭВМ | [4], [5], |
10. Построение плоских объектов | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ | |
11. Построение объемных объектов | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ | |
12. Разбиение объектов на конечные элементы | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ | |
13. Закрепление и нагружение моделей | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ | |
14. Решение и анализ результатов | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ | |
15. Построение графиков | Углубление знаний по данной теме | Тренинг, консультация | Работа на ПЭВМ |
Темы контрольных заданий для СРМ
1 Построение эквивалентной схемы.
2 Построение геометрической модели.
3 Построение конечно-элементной модели.
График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
Вид контроля | Цель и содержание задания | Рекомендуемая литература | Продолжительность выполнения | Форма контроля | Сроки сдачи |
1. Выполнение практической работы № 1 | Изучение команд и условных обозначений программы GRAPH-PA | [1], [2], [4] | 1 неделя | Текущий | 1 неделя |
2. Выполнение практической работы № 2 | Построение эквивалентных схем технических объектов на макро уровне | [1], [2], [4] | 2 неделя | Текущий | 2 неделя |
3. Выполнение практической работы № 3 | Моделирование технических объектов на макро уровне | [1], [2], [4] | 3 неделя | Текущий | 3 неделя |
4. Выполнение практической работы № 4 | Построение графиков и анализ результатов моделирования на макро уровне | [1], [2], [4] | 4-5 неделя | Промежуточный | 5 неделя |
5. Выполнение практической работы № 5 | Изучение основных команд программы ANSYS для моделирования объектов на микро уровне | [4], [5] | 6-7 неделя | Текущий | 7 неделя |
6. Выполнение практической работы № 6 | Изучение методов построения плоских фигур | [4], [5] | 8-9 неделя | Текущий | 9 неделя |
7. Выполнение практической работы № 7 | Изучение методов построения объемных фигур | [4], [5] | 10-11 неделя | Текущий | 11 неделя |
8. Выполнение практической работы № 8 | Изучение методов разбиения областей на конечные элементы, их закрепления и нагружения | [4], [5] | 12 неделя | Текущий | 12 неделя |
9. Выполнение практической работы № 9 | Построение модели заданного объекта проектирования | [4], [5] | 13 неделя | Текущий | 13 неделя |
10. Выполнение практической работы № 10 | Моделирование заданного объекта и анализ полученных результатов | [4], [5] | 14-15 неделя | Промежуточный | 15 неделя |
11. Сдача модуля 1 | Закрепление теоретических знаний и практических навыков | [1], [2], [4], [5] | 1 контактный час | Рубежный | 7 неделя |
12. Сдача модуля 2 | Рубежный | 14 неделя | |||
13. Экзамен | Проверка усвоения материала дисциплины | Весь перечень литературы | 2 контактных часа | Итоговый | в период сесии |
Список основной литературы
1 Половинкин инженерного творчества. Учебное пособие для студентов вузов.- М.: Машиностроение, 1988.- 368 с.
2 Анурьев конструктора-машиностроителя: В 3 т. – М. : Машиностроение, 1989.-60 с.
3 Гжиров справочник конструктора : Справочник – Л. : Машиновстроение, Ленинградское отд-е, 1984.- 464 с.
4 , , Соломин силовых и динамических параметров механизмов при проектировании машин с использованием ЭВМ: Учеб. пособие. – Куйбышев: КПТИ., 1983. – 85 с.
5 Теоретические основы создания гидроимпульсных систем ударных органов машин/ , , . Алма-Ата: наука, 1985. – 256 с.
6 , , Рачек и конструирование горных машин и комплексов. Учебник для вузов.– М. : Недра, 1982–350 с.
Список дополнительной литературы
7 Машины и оборудование газонефтепроводов: Учеб. пособие для вузов/ , , и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Уфа: Монография, 2002. – 384 с.
8 , Манасян основных параметров гидравлических экскаваторов с рабочим оборудованием обратная лопата: Учеб. пособие. – М.: АСВ, 2001. – 104 с.
