Программа обучения по дисциплине для магистранта – syllabus

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский государственный технический университет

«Утверждаю»

Председатель Ученого совета,

ректор, академик НАН РК

_______________________

«____» _________ 20___г.

ПРОГРАММА ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ДЛЯ МАГИСТРАНТА – SYLLABUS

по дисциплине Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин (PNT 5203)

для магистрантов специальности

6N0724 – Технологические машины и оборудование

(по отраслям)

Горный институт

Кафедра Горные машины и оборудование

2010

Предисловие

Программа обучения по дисциплине для магистранта – syllabus разработан 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 «_____»_____________200___ г.

Председатель ________________ «____»_________ 20___ г.

(подпись)

Сведения о преподавателе и контактная информация

Ф. Нурлан Сакенович

Ученая степень, звание, должность кандидат технических наук, доцент

Кафедра ГМиО находится в первом корпусе КарГТУ (Б. Мира, 56), аудитория 184, контактный телефон 565932 доб. 2038.

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

Характеристика дисциплины

Дисциплина «Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин» входит в цикл профилирующих дисциплин.

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.

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,

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 СРСП	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.

Критерии оценки знаний магистрантов

Экзаменационная оценка по дисциплине определяется как сумма максимальных показателей успеваемости по рубежным контролям (до 60%) и итоговой аттестации (экзамен) (до 40%) и составляет значение до 100% в соответствии с таблицей.

Оценка по буквенной системе	Цифровые эквиваленты буквенной оценки	Процентное содержание усвоенных знаний	Оценка по традиционной системе
А А-	4,0 3,67	95-100 90-94	Отлично
В+ В В-	3,33 3,0 2,67	85-89 80-84 75-79	Хорошо
С+ С С- D+ D	2,33 2,0 1,67 1,33 1,0	70-74 65-69 60-64 55-59 50-54	Удовлетворительно
F Z	0 0	30-49 0-29	Неудовлетворительно

Оценка «А» (отлично) выставляется в том случае, если магистрант в течение семестра показал отличные знания по всем программным вопросам дисциплины, а также по темам самостоятельной работы, регулярно сдавал рубежные задания, проявлял самостоятельность в изучении теоретических и прикладных вопросов по основной программе изучаемой дисциплины, а также по внепрограммным вопросам.

Оценка «А-» (отлично) предполагает отличное знание основных законов и процессов, понятий, способность к обобщению теоретических вопросов дисциплины, регулярную сдачу рубежных заданий по аудиторной и самостоятельной работе.

Оценка «В+» (хорошо) выставляется в том случае, если магистрант показал хорошие и отличные знания по вопросам дисциплины, регулярно сдавал семестровые задания в основном на «отлично» и некоторые на «хорошо».

Оценка «В» (хорошо) выставляется в том случае, если магистрант показал хорошие знания по вопросам, раскрывающим основное содержание конкретной темы дисциплины, а также темы самостоятельной работы, регулярно сдавал семестровые задания на «хорошо» и «отлично».

Оценка «В-»(хорошо) выставляется магистранту в том случае, если он хорошо ориентируется в теоретических и прикладных вопросах дисциплины как по аудиторным, так и по темам СРС, но нерегулярно сдавал в семестре рубежные задания и имел случаи пересдачи семестровых заданий по дисциплине.

Оценка «С+» (удовлетворительно) выставляется магистранту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «хорошо» и «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С» (удовлетворительно) выставляется магистранту в том случае, если он владеет вопросами понятийного характера по всем видам аудиторных занятий и СРС, может раскрыть содержание отдельных модулей дисциплины, сдает на «удовлетворительно» семестровые задания.

Оценка «С-» (удовлетворительно) выставляется магистранту в том случае, если магистрант в течение семестра регулярно сдавал семестровые задания, но по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D+» (удовлетворительно) выставляется магистранту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет только общими понятиями и может объяснить только отдельные закономерности и их понимание в рамках конкретной темы.

Оценка «D» (удовлетворительно) выставляется магистранту в том случае, если он нерегулярно сдавал семестровые задания, по вопросам аудиторных занятий и СРС владеет минимальным объемом знаний, а также допускал пропуски занятий.

Оценка «F» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда магистрант практически не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, нерегулярно посещает занятия и не сдает вовремя семестровые задания.

Оценка «Z» (неудовлетворительно) выставляется тогда, когда магистрант не владеет минимальным теоретическим и практическим материалом аудиторных занятий и СРС по дисциплине, пропустил более половины занятий и не представил вовремя семестровые задания.

Рубежный контроль проводится на 7-й и 14-й неделях обучения и складывается исходя из следующих видов контроля:

Вид контроля

%-ое содержание

Академический период обучения, недели

Итого, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Посещаемость

0,8

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

12

Конспект лекций

4

*

*

6

Практ. занятия

1,6

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

24

СРС

0,6

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

12

Модуль

4

*

*

6

Экзамен

40

40

Всего по аттестациям

30

30

60

Всего

100

Политика и процедуры

При изучении дисциплины «Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин» прошу соблюдать следующие правила:

1 Не опаздывать на занятия.

2 Не пропускать занятия без уважительной причины, в случае болезни прошу представить справку, в других случаях – объяснительную записку.

3 В обязанности магистранта входит посещение всех видов занятий.

4 Согласно календарному графику учебного процесса сдавать все виды контроля.

5 Пропущенные практические и лабораторные занятия отрабатывать в указанное преподавателем время.

6 Степень усвоения разделов курса проверяется тестированием.

7 К выполнению практических работ допускаются магистранты, усвоившие соответствующий теоретический курс. При выполнении практических работ магистрант должен руководствоваться методическими указаниями, в которых указаны порядок выполнения, правила техники безопасности и оформления отчета.

8 Активно участвовать в учебном процессе.

9 Быть терпимыми, открытыми, откровенными и доброжелательными к сокурсникам и преподавателям.

Учебно-методическая обеспеченность дисциплины

Ф. И.О. автора	Наименование учебно-методической литературы	Издательство, год издания	Кол-во экз.
в библиот.	на кафедре
Основная литература
1,	Основы теории и проектирования САПР. Учебник для втузов.	М.: Высшая шк.,1990, – 335 с.	1	1
2,	Системы автоматизированного проектирования: Учеб. пособие для втузов: В 9 кн./ Под ред. -кова.	М.: Высш. шк., 1986.	5	1
3	Имитационное моделирование на ЭВМ.	М.: Радио и связь, 1988. –232 с.	1	1
4Ли К.	Основы САПР (CAD/CAM/CAE).	СПб.: Питер, 2004. – 560 с.	1	1
Дополнительная литература
5	Моделирование сложных систем.	М.: Наука, 1978. 400 с.	1	1
6	Имитационное моделирование – искусство и наука /Пер. с англ.	М.: Мир, 1978. – 428 с.		1
7,	Имитационное моделирование гидромеханических систем (математические модели): учеб. пособие	КарГТУ. – Караганда, 2004. – 106 с.	20	10
8,	Моделирование гидромеханических систем технологических машин: Учеб. пособие.	Караганда: КарГТУ, 2002. – 86 с.	20	10
9	ANSYS в примерах и задачах / Под общей редакцией .	М.: КомпьютерПресс, 2002. – 224 с.	1	1

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] конспекты лекций	12 неделя	Текущий	12 неделя
9. Выполнение практической работы № 9	Построение модели заданного объекта проектирования	[4], [5] конспекты лекций	13 неделя	Текущий	13 неделя
10.Выполнение практической работы № 10	Моделирование заданного объекта и анализ полученных результатов	[4], [5] конспекты лекций	14-15 неделя	Промежуточный	15 неделя
11. Сдача модуля 1	Закрепление теоретических знаний и практических навыков	[1], [2], [4], [5] конспекты лекций	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

Вопросы для самоконтроля

1 Назначение программы GRAPH-PA.

2 Основные принципы построения эквивалентных схем механических поступательных подсистем.

3 Принципы и методы получения данных о решении эквивалентных схем средствами комплекса GRAPH-PA.

4 Уточнение решения эквивалентных схем. Процедура EDIT-RUN PHASE.

5 Вычисление моментов инерции.

6 Деформации кручения.

7 Относительный угол закручивания.

8 Фазовые переменные механической вращательной подсистемы.

9 Типы связи между подсистемами различной физической природы?

10 Из источников, какого типа состоит трансформаторная связь?

11 Для каких подсистем применяется гираторный тип связи?

12 Коэффициенты пропорциональности в трансформаторной и гираторной типах связей?

13 Из каких элементов состоит интегратор и для каких целей используется?

14 Что такое гидравлическое сопротивление?

15 Критерий Рейнольдса и его расчет?

16 От чего зависит коэффициент Дарси?

17 Каким примитивом следует моделировать гидравлические сопротивления и почему?

18 Какой основной критерий различия местных гидравлических сопротивлений и по длине?

19 Что такое дроссель и его назначение?

20 На чем основан расчет дросселя?

21 В чем смысл коэффициента расхода?

22 Почему некоторые типы дросселей называют квадратичными?

23 Что называется математической моделью гидравлического элемента?

24 Чем отличается клапан прямого действия от клапана обратного действия?

25 На что влияет жесткость пружины клапана?

25 В чем различие и в чем сходство предохранительного и переливного клапанов?

27 Что является математической моделью клапана?

28 Каким примитивом необходимо моделировать клапаны и почему?

29 Какие устройства относятся к динамическим гидромашинам?

30 В чем состоит особенность построения ЭС?

31 Какие устройства относятся к объемным гидромашинам?

32 Какие типы связей используются в подсистемах?

33 С помощью каких команд производится построение точек и линий?

34 С помощью каких команд производится построение поверхностей?

35 С помощью каких команд производится построение объемов?

36 С помощью каких команд выполняются булевы операции?

37 Какие варианты построения плоских фигур существуют?

38 Для чего служит команда AROTAT?

39 Какие команды используются при сложении и вычитании плоскостей?

40 Какие варианты построения объемных фигур существуют?

41 Для чего служит команда VROTAT?

42 Какие команды используются при сложении и вычитании объемов?

43 В каких случаях используют равномерную сетку разбиения?

44 В каких случаях используют неравномерную сетку разбиения?

45 В каких случаях используют осесимметричные элементы?

46 Назначение и способы закреплений?

47 Какие команды используются при анализе решений?

48 Как строятся графики полученных решений?

49 Как изменить фон рисунка?

50 Как запомнить необходимый рисунок?

Программа обучения по дисциплине для магистранта (SYLLABUS)

для магистрантов специальности

050724 Технологические машины и оборудование

по дисциплине «Применение новых технологий при проектировании и конструировании технологических машин»

Гос. изд. лиц. . Подписано в печать 8.01.09 г.

____Формат 60х90/16 Уч. печ. л. 16 Тираж экз. Цена договорная____

Издательство Карагандинского государственного технического университета

100027, Караганда, б. Мира, 56