Рабочая программа учебной дисциплины \"динамика и прочность машин\" Цикл icon

Рабочая программа учебной дисциплины "динамика и прочность машин" Цикл



Смотрите также:
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)


ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ (ИПЭЭФ)
____________________________________________________________________
_______________________________________


Направление подготовки: 140100 Теплоэнергетика и теплотехника

Профиль(и) подготовки: Промышленная теплоэнергетика

Энергообеспечение предприятий

Автономные энергосистемы

Экономика и управление на предприятии

Энергетика теплотехнологии

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН"



Цикл:

профессиональный




^ Часть цикла:

базовая




дисциплины по учебному плану:

Б3.4.1




^ Часов (всего) по учебному плану:

108




Трудоемкость в зачетных единицах:

3

4 семестр – 3;



Лекции

36 час

4 семестр

Практические занятия

18 час

4 семестр

Лабораторные работы

не предусмотрены

4 семестр

Расчетные задания, рефераты

не предусмотрены

4 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

54 час

4 семестр

Экзамены




4 семестр

Курсовые проекты (работы)

1 з.е. (36 час)

4 семестр



Москва - 2010

^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является освоение современных методов расчетов на прочность, жесткость и устойчивость механических элементов теплоэнергетических и теплотехнических установок, необходимых в профессиональной деятельности по выбранному профилю.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

  • самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-1), (ОК-7);

  • анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-2);

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

  • проводить расчеты по типовым методикам в соответствии с техническим заданием (ПК-9).

Задачами дисциплины являются

  • освоение инженерных методов расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций под действием внешних нагрузок разной природы;

  • ознакомление с механическими характеристиками материалов, используемых в инженерной практике;

  • использование современных вычислительных методов расчета с применением вычислительной техники;

  • ознакомление с научно-технической литературой по обозначенным вопросам.

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям Промышленная теплоэнергетика, Энергообеспечение предприятий, Автономные энергосистемы, Экономика и управление на предприятии, Энергетика теплотехнологии направления 140100 Теплоэнергетика и теплотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Высшая математика", "Физика" и "Теоретическая механика".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и ряда программ магистерской подготовки.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

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

знать:

  • основные законы механики, виды механизмов, их классификацию и области

применения, расчета кинематических и динамических параметров движения

механизмов;

  • основные гипотезы механики материалов и конструкций, основные виды

нагрузок (сжатие, растяжение, изгиб, кручение, сдвиг);

  • теорию напряженного состояния, надежности и устойчивости;

уметь:

  • применять базовые знания в области естественнонаучных дисциплин, применять методы математического анализа (ПК-2);

  • рассчитывать на прочность стержневые системы, элементы теплотехнического

оборудования, валы, пружины в условиях сложнонапряженного состояния при действии

динамических и тепловых нагрузок;

  • проводить расчеты по типовым методикам и проектировать типовые механизмы (ПК-9);

  • участвовать в разработке проектов узлов и деталей энергетического оборудования (ПСК-6);


владеть:

  • способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели

и выбору путей ее достижения (ОК-1);

  • методиками лабораторного определения свойств материалов;

  • методиками расчета запаса прочности, устойчивости и надежности типовых конструкций в условиях динамических и тепловых нагрузок.

  • готовностью к самостоятельной, индивидуальной работе (ОК-7).

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.



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

Основные понятия механики. Расчеты на растяжение (сжатие)

8

4

4

2




2

Тест на знание терминологии

2

Основы механики конструкционных материалов

12

4

8

2




2

Устный опрос

3

Основные понятия теории надежности машин и конструкций.

6

4

4

2




2

Контрольная работа №1

4

Расчеты на изгиб

16

4

8

4




4

Тест

5

Расчеты на кручение и сдвиг. Валы и пружины

8

4

2

2




2

Тест

6

Расчеты оболочек вращения

12

4

6

4




2

Контрольная работа №2

7

Устойчивость элементов конструкций

8

4

4

2




2

Тест




Зачет

2

4

--

--

--

2

Защита курсовой работы




Экзамен

36

4

--

--

--

36

устный




Итого:

108




36

18




54





^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1.Основные понятия механики. Расчеты на растяжение (сжатие)

Предмет дисциплины “Динамика и прочность машин” и ее связь с другими разделами механики. Вопросы механической надежности в теплоэнергетике и энергомашиностроении. Экономические аспекты динамики и прочности машин. Основные гипотезы. Реальные конструкции и их расчетные схемы. Метод сечений. Внутренние силовые факторы. Виды деформаций стержней.

Растяжение и сжатие стержней. Нормальные напряжения. Принцип Сен-Венана. Понятие о концентрации напряжений. Деформации при растяжении (сжатии). Закон Гука. Расчет стержней и стержневых систем на прочность и жесткость. Работа внешних сил потенциальная энергия упругой деформации. Статически неопределимые системы при растяжении (сжатии).

2. Основы механики конструкционных материалов

Общие предположения о свойствах материалов. Понятия о напряжениях и деформациях. Тензор напряжений. Закон парности касательных напряжений. Главные площадки и главные напряжения. Частные случаи напряженного состояния. Тензор деформаций. Объемная деформация. Обобщенный закон Гука. Удельная потенциальная энергия изменения объема и формы. Основы теории прочности. Прочность при сложном напряженном состоянии. Критерии текучести. Критерий хрупкого разрушения.

3. Основные понятия теории надежности машин и конструкций

Основные понятия теории надежности конструкций. Отказы, дефекты, долговечность, ресурс машин и конструкций. Предельное состояние. Предельные и допускаемые напряжения. Коэффициент запаса и его статистическое обоснование. Расчет на прочность по допускаемым напряжениям. Выбор нормативного коэффициента запаса прочности. Экспериментальное исследование механических свойств конструкционных материалов. Основные механические характеристики. Влияние температуры, радиационного облучения на механические свойства конструкционных материалов. Три типа задач при расчетах на прочность и жесткость. Оптимальные и рациональные конструкции. Принцип равнопрочности. Понятие о конструкционной прочности. Надежность и экологическая безопасность теплоэнергетических сооружений.

4. Расчеты на изгиб

Геометрические характеристики плоских сечений: статические моменты, осевые и центробежные моменты инерции сечений. Вычисление положения центра тяжести сечения. Главные центральные оси сечения. Стандарты на прокатные профили.

Изгиб призматического стержня. Основные гипотезы. Классификация видов изгиба. Дифференциальные зависимости между внутренними силовыми факторами при прямом изгибе. Нормальные и касательные напряжения. Расчеты на прочность. Рациональные формы поперечных сечений при изгибе. Перемещения при прямом изгибе. Энергетический метод определения перемещений. Формула Максвелла–Мора. Расчеты на жесткость. Статически неопределимые системы. Применение метода сил. Рациональные методы расчета. Расчет на прочность при косом изгибе. Совместное действие изгиба и растяжения. Внецентренное растяжение (сжатие).

5. Расчеты на кручение и сдвиг. Валы и пружины

Кручение упругого цилиндрического стержня. Касательные напряжения и угол закручивания. Условие прочности и жесткости при кручении. Потенциальная энергия упругой деформации. Понятие о кручении стержней некругового поперечного сечения. Цилиндрические винтовые пружины растяжения (сжатия). Расчет на прочность. Осадка цилиндрической пружины. Сочетание изгиба с кручением. Расчет вала. Применение критериев текучести и хрупкого разрушения.

6. Расчеты оболочек вращения

Безмоментная теория. Формула Лапласа. Особенности расчета на прочность по критерию Сен-Венана.

Расчет на прочность толстостенных оболочек и труб. Формулы Ламе. Температурные напряжения в толстостенных трубах.

7. Устойчивость элементов конструкций

Основные понятия теории упругой устойчивости. Устойчивые и неустойчивые состояния равновесия. Устойчивость прямолинейного стержня при продольном сжатии. Критическая сила. Формула Эйлера и границы ее применения. Закритическое деформирование. Влияние начальных неправильностей на поведение сжатых стержней. Энергетический метод решения задач упругой устойчивости. Расчеты на устойчивость по коэффициенту снижения допускаемых напряжений. Рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней. Практические расчёты на устойчивость.


^ 4.2.2. Практические занятия

Расчеты на прочность элементов стержневых систем, работающих на растяжение сжатие. Расчет плоских ферм.

Расчеты на прочность элементов теплотехнического оборудования, работающих на растяжение. При силовом и (или) температурном воздействиях задача рассматривается как статически неопределимая.Температурные и монтажные напряжения в статически неопределимых стержневых системах.

Расчеты на прочность при изгибе.

Определение перемещений при изгибе.

Сложное сопротивление. Косой изгиб. Совместное действие изгиба и растяжения.

Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения (сжатия).

Безмоментная теория оболочек вращения, расчеты на прочность с использованием критерия Сен-Венена.

Толстостенные оболочки. Формулы Ламе.

Расчеты на устойчивость. Формула Эйлера и эмпирические зависимости Ясинского.


^ 4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.


4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

4 семестр

Курсовая работа: Расчет на прочность элементов энергетического оборудования.

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия проводятся в традиционной форме.

^ Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, к тестам, контрольным работам, работу над курсовой работой, 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, защита курсовой работы.

Аттестация по дисциплине – зачет, экзамен.

Оценка за освоение дисциплины рассчитывается из условия: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за курсовую работу + 0,4оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 4 семестр.

^ 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

  1. Окопный Ю.А., Радин В.П., Чирков В.П. Механика материалов и конструкций. М.: Машиностроение, 1-е издание 2001. 408 с., 2-е издание 2002. 436 с.

  2. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. - М..Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1999. 592с.

  3. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 2000. 560 с.

  4. Ицкович Г.М., Минин Л.С. Винокуров А.И., Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. М.: «Высшая школа», 1999. 592 с.

  5. Сборник задач по механике материалов и конструкций / Под ред. Ю.А. Окопного, В.П. Радина, В.П. Чиркова: Уч. пособие для вузов. М.: Машиностроение, 2004, 415 с.


б) дополнительная литература:

  1. Физические величины. Справочник / Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат,1991. 1232 с.

  2. Радин В.П., Стрельникова Н.Л. Решение задач механики материалов и конструкций в системе MathCad. Изд-во МЭИ, 2000.-64 с.

^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.mathcad.ru; www.exponenta.ru

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимы компьютерные классы.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140100 «Теплоэнергетика и теплотехника».


ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Мишенков Г.В.


"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой ДПМ

к.т.н. доцент Кузнецов С.Ф.


"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИПЭЭФ

д.т.н. профессор Клименко В.А.



Скачать 134,28 Kb.
Дата конвертации04.08.2013
Размер134,28 Kb.
ТипРабочая программа
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы