Аналітичні та чисельні методи досліджень в механічній інженерії
Спеціальність: Прикладна механіка
Код дисципліни: 8.131.00.O.003
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Аналітичні та чисельні методи досліджень в механічній інженерії
Спеціальність: Прикладна механіка
Код дисципліни: 8.131.00.O.004
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Проектування машин та автомобільного інжинірингу
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Аналітичні та чисельні методи досліджень в механічній інженерії
Спеціальність: Прикладна механіка
Код дисципліни: 8.131.00.O.005
Кількість кредитів: 4.00
Кафедра: Робототехніка та інтегровані технології машинобудування
Лектор: Ступницький Вадим Володимирович
Семестр: 1 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у аспірантів наступних компетентностей:
Загальних:
1. Здатність розв’язувати складні науково-прикладні задачі та приймати рішення щодо використання результатів у практичній діяльності підприємств/установ у галузі механічної інженерії, або у навчальних процесах ВНЗ і наукових програмах НДІ, що передбачає застосування теорій та методів прикладної механіки і характеризуються комплексністю та невизначеністю (ІНТ).
2. Здатність до формування системного наукового світогляду, професійної етики та загального культурного кругозору. Здатність ініціювати та виконувати (індивідуально або в науковій групі) наукові дослідження, що приводять до отримання нових знань в галузі механічної інженерії такої якості, що задовольняють вимоги рецензентів на національному та міжнародному рівнях. Здатність здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різ¬них наукових вітчизняних та закордонних джерел. Здатність ефективно використовувати у науковій практиці різні теорії в царині науково-прикладних досліджень за спеціальністю «Прикладна механіка». Здатність розв’язувати науково-прикладні задачі та приймати відповідні обґрунтовані рішення, формувати нові наукові ідеї та актуальні задачі в галузі механічної інженерії, вибирати належні напрями і відповідні методи для їх реалізації, беручи до уваги наявні ресурси. Здатність до використання інформаційних технологій та комп’ютерних програм у галузі механічної інженерії (робота з НМБД, формування обґрунтованих посилань на літературні джерела тощо). (ЗК1);
Фахових:
1. Здобуття глибинних знань у галузі прикладної механіки, зокрема засвоєння основних концепцій розвитку механічної інженерії, розуміння теоретичних та практичних проблем, що стоять перед сучасним машинобудуванням, історії розвитку та сучасного стану наукових досліджень у цій галузі. Здатність виконувати оригінальні дослідження в галузі механічної інженерії та досягати наукових результатів, які створюють нові знання, із звертанням особливої уваги до актуальних задач/проблем та використанням новітніх наукових методів. Володіти знаннями в галузі механічної інженерії та фундаментальних наук, необхідними для освоєння дисциплін, що забезпечують знання за обраною спеціальністю та дисциплін вільного вибору аспіранта ;
2. Здатність аналізувати дані проведених теоретичних та експериментальних досліджень в галузі прикладної механіки, які можуть бути великого обсягу та вимагати застосування потужних обчислювальних ресурсів. Набуття навичок реєстрації прав інтелектуальної власності
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання:
1. Здатність продемонструвати глибокі знання з машинознавства, динаміки та міцності машин, технології машинобудування, зварювання та діагностики металоконструкцій, що дасть можливість критично аналізувати ситуацію у галузі механічної інженерії (ЗН1)
2. Застосовувати знання і розуміння для розв’язування задач синтезу та аналізу елементів та систем, характерних обраній області наукових досліджень (УМ 2);
3. Досліджувати і моделювати явища та процеси в складних механічних системах (УМ 3);
4. Аргументувати вибір методів розв’язування науково-прикладної задачі, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення (УМ 9);
5. Критично оцінювати отримані результати досліджень та аргументовано приймати та захищати відповідні рішення (УМ 11)
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Філософія і методологія науки;
Дослідницький семінар у галузі механічної інженерії;
Методи дослідження у прикладній механіці
Короткий зміст навчальної програми: Предметом вивчення навчальної дисципліни є формування у аспірантів уявлень щодо стану і проблем постановки експерименту, функціонування складових і системних елементів експериментальних схем та правильного оформлення проектно-планової документації по програмі дослідження, розгляд методів і засобів забезпечення достовірності результатів, статистична обробка результатів згідно з чинними програмами та іншими нормативно-правовими документами. Отримати базові знання необхідні для кваліфікованої організації та впровадження заходів і засобів для забезпечення належного оформлення експерименту та якісного статистичного аналізу результатів теоретичних та експериментальних досліджень в механічній інженерії.
Опис: БАЗОВІ ПОНЯТТЯ, МЕТОДОЛОГІЯ АНАЛІТИЧНИХ ТА ЧИСЕЛЬНИХ МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ У МЕХАНІЧНІЙ ІНЖЕНЕРІЇ
Поняття, завдання, методологія науки. Критерії науковості в механічній інженерії. Методи сучасного науково-теоретичного мислення та формалізації розрахункових процедур. Об’єкт наукового дослідження. Фундаментальні та прикладні дослідження в механічній інженерії. Етапи та шляхи математичного моделювання процесів та систем в машинобудуванні. Постановка наукової проблеми аналітичних та чисельних методів досліджень у механічній інженерії.
ПЛАНУВАННЯ ЕКСПЕРИМЕНТУ
Загальні положення теорії планування експериментів. Мета та основні принципи планування експерименту. Математичний апарат планування експерименту. Факторний простір. Фактори і рівні та їх вибір. Відклики та їх вибір. План та математична модель експерименту. Розкладання функції відгуку в ступеневий ряд. Кодування факторів. Ортогональне планування експерименту. Плани повного факторного експерименту 2n. Плани дробового факторного експерименту. Насичені плани першого порядку. Плани другого порядку. Плани другого порядку з одиничною областю планування.
ОСНОВНІ МЕТОДИ СТАТИСТИЧНОГО АНАЛІЗУ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕОРЕТИЧНИХ ТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ В МЕХАНІЧНІЙ ІНЖЕНЕРІЇ
Класифікація і типи похибок. Прямі та непрямі вимірювання. Випадкові вимірювання та похибки. Поняття ймовірності випадкової величини. Розподілення Гауса для безкінечного числа випадкових вимірювань. Середньоквадратична похибка. Довірча ймовірність. Закон додавання випадкових похибок. Середнє арифметичне та істинне значення вимірюваної величини. Розподілення Стьюдента. Виявлення промахів. Спільний облік систематичних, випадкових похибок та декількох випадкових величин. Обробка вимірювань. Число знаків при обрахуванні похибок. Точність розрахунків. Процес оброблення розрахунків. Основні поняття та категорії прикладної статистики. Методи зведення, групування і зображення статистичних даних. Критерії оцінювання подібності (чи відмінності) двох статистичних вибірок: F-критерій Фішера (порівняння дисперсій), критерій Стьюдента, критерій Колмогорова та Колмогорова-Смирнова. Факторний аналіз. Кореляційний аналіз. Регресійний аналіз.
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та контроль виконання практичних робіт
2. Письмова та усна компонента на екзамені
3. Контрольні заходи (КЗ) проводяться у письмовій формі.
4. Екзамен перед комісією студент складає в усній формі з фіксацією запитань та оцінок відповідей на екзаменаційному листі
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль:
1. Оцінювання засвоєння теоретичного матеріалу здійснюється за допомогою тестового контролю (тестові завдання з Електронного навчально-методичного комплексу Віртуального навчального середовища Національного університету «Львівська політехніка» дисципліни, усне опитування.
2. Захист звітів до практичних робіт в усній формі шляхом опитування теоретичного матеріалу за темою роботи та методикою проведення досліджень або письмово шляхом проведення контрольного заходу за тематикою роботи у вигляді тесту.
Підсумковий контроль:
1. Іспитовий контроль (екзамен). Письмова компонента складається з трирівневих теоретично-практичних завдань і проводиться у тестовій формі у Віртуальному начальному середовищі. Усна компонента проводиться за результатами письмової компоненти для ґрунтовнішого оцінювання знань
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Базова
1. Крупко, В. Г. Моделювання і оптимізація в галузевому машинобудуванні. Краматорськ, ДГМА.- 2020. 227 с.
2. Кравченко, І. В., Микитенко, В. І., & Тимчик, Г. С. Комп’ютерне моделювання: системи і процеси. Підручник. К. НТТУ "КПІ".- 2022.- 215 с.
3. Тхорук, Є. І. Методологія наукових досліджень. К.:Кондор.- 2018_ 155 с.
4. Планування і обробка даних наукового експерименту: Конспект лекцій /В.В. Полтавець. —ДВНЗ ДонНТУ, 2018 — 52 с.
Допоміжна
1. Методологія наукових досліджень технологічних процесів. /П.Білей, М.Адамовський, Я. Ханик, Н. Довга, Л. Сорока/ — Львів: Видав. НУ "Львівська політехніка«‚ 2003. — 352 с.
2. Засименко В.М. Основи теорії планування експерименту. Навч. посібник. — Львів: Видав. ДУ «ЛП», — 2000. — 205 с.
3. Стеченко Д.М., Чмир О.С. Методологія наукових досліджень. Підручник. — К.: Знання (Вища освіта ХХІ століття), 2005. — 309 с.
4. Василенко О. А. Математично-статистичні методи аналізу у прикладних дослідженнях: Навч. посіб. / О. А. Василенко, І. А. Сенча. – Одеса: ОНАЗ ім. О. С. Попова, 2011. – 166 с В. І. Романчиков. Основи наукових досліджень. Навчальний посібник. – К. – 2007.- 254с.
5. Колісніченко Е.В. Основи наукових досліджень. – Суми. – Сумський державний університет. – 2012. – 83 с.
6. Бірта Г.О., Бургу Ю.Г. Методологія і організація наукових досліджень. – К.: Центр учбової літератури, 2014 – 142 с.
7. Крушельницька О.В. Методологія і організація наукових досліджень. – К.: Кондор, 2006. – 206 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).