Методи дослідження у прикладній механіці
Спеціальність: Прикладна механіка
Код дисципліни: 8.131.00.O.011
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Робототехніка та інтегровані технології машинобудування
Лектор: Ступницький Вадим Володимирович
Семестр: 3 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.
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 різних 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).;
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: Внаслідок вивчення навчальної дисципліни здобувач набуває здатності продемонструвати такі результати навчання:
динамічна комбінація знань, вмінь і практичних навичок наукового дослідження, методології наукових досліджень, методику оцінки достовірності отриманих результатів досліджень, методику розрахунку і призначення всіх параметрів та результатів наукових досліджень, основні метрологічні поняття в галузі наукових досліджень, організаційну структуру забезпечення єдності вимірів у наукових дослідженнях, систему передачі розмірів фізичних величин від моделей до робочих інструментів, основні положення теорії пізнання, методи емпіричного рівня дослідження, методи теоретичного рівня дослідження, основні етапи наукового дослідження.
У результаті вивчення навчальної дисципліни аспірант повинен:
знати:
1. Методологію побудови задач прикладної механіки;
2. Чисельні та аналітичні методи розрахунку міцності, жорсткості, стійкості та довговічності
елементів конструкцій і машин;
3. Основні види термосилових і кінематичних навантажень конструкцій і машин та їх
просторово-часові особливості;
4. Фізико-механічні властивості матеріалів;
5. Види кінематичних та жорсткісних сполучень деталей;
6. Вимоги галузевих стандартів, що пред'являються при розробці виробів;
вміти: застосовувати на практиці сучасні методи планування експерименту та обробки експериментальних даних, математичне забезпечення для рішення інженерних та науково-технічних задач: проводити обробку експериментальних даних; складати плани експериментальних досліджень і проводити експерименти по дослідженню машин та механізмів, будувати і досліджувати математичні моделі багатофакторних систем , проводити їх статистичну оцінку; володіти методами оптимізації багатофакторних систем в механічній інженерії; здійснювати оцінювання висунуті гіпотези щодо рішення конкретних проблем метрології інформаційно-вимірювальних обладнання та планувати експерименти для їх перевірки, використовувати практичні знання при плануванні, оптимізації та здійсненню контролю за проведенням експериментів, самостійно здійснювати кореляційний та регресійний аналіз даних, отриманих в результаті досліджень
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Філософія і методологія науки
Дослідницький семінар у галузі механічної інженерії
Аналітичні та числові методи досліджень в механічній інженерії
Короткий зміст навчальної програми: Використання методології наукового дослідження в прикладній механіці. Робота з науковою інформацією. Електронні форми інформаційних ресурсів. Реалізація наукових методів та методів творчого мислення під час теоретичних досліджень в прикладній механіці (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів спеціальності «Прикладна механіка»). Математичні методи в дослідженнях. Формалізація вхідних даних. Етапи розроблення математичних моделей
Використання теорії похибок в наукових дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка». Систематичні похибки в дослідженнях, їх виявлення та шляхи зменшення (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів ОНП «Прикладна механіка»). Випадкові похибки. Елементи теорії ймовірностей та математичної статистики в дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка». Обчислення похибок під час прямих вимірювань та похибка заокруглення. Обчислення абсолютних і відносних похибок при непрямих вимірюваннях в дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка»
Реалізація теорії плануванняя експерименту в дослідженнях з прикладної механіки.
Методи експериментальних досліджень (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів спеціальності «Прикладна механіка»). Класифікація, типи та завдання експерименту. Планування експерименту (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів спеціальності «Прикладна механіка»). Основи теорії подібності. Аналіз адекватності побудованих аспірантами математичних моделей.
Опис: Використання методології наукового дослідження в прикладній механіці. Робота з науковою інформацією. Електронні форми інформаційних ресурсів. Реалізація наукових методів та методів творчого мислення під час теоретичних досліджень в прикладній механіці (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів ОНП «Прикладна механіка»). Математичні методи в дослідженнях. Формалізація вхідних даних. Етапи розроблення математичних моделей
Використання теорії похибок в наукових дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка». Систематичні похибки в дослідженнях, їх виявлення та шляхи зменшення (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів ОНП «Прикладна механіка»). Випадкові похибки. Елементи теорії ймовірностей та математичної статистики в дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка». Обчислення похибок під час прямих вимірювань та похибка заокруглення. Обчислення абсолютних і відносних похибок при непрямих вимірюваннях в дослідженнях аспірантів спеціальності «Прикладна механіка»
Реалізація теорії плануванняя експерименту в дослідженнях з прикладної механіки.
Методи експериментальних досліджень (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів ОНП «Прикладна механіка»). Класифікація, типи та завдання експерименту. Планування експерименту (стосовно конкретної тематики наукових досліджень аспірантів ОНП «Прикладна механіка»). Основи теорії подібності. Аналіз адекватності побудованих аспірантами математичних моделей.
Методи та критерії оцінювання: 100–88 балів – оцінка А (“відмінно”) виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу модуля, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і розвитку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
• 87–80 балів – оцінка В (“дуже добре”) виставляється за знання навчального матеріалу модуля вище від середнього рівня, включаючи розрахунки, аргументовані відповіді на поставлені запитання (можлива невелика кількість неточностей), вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
• 79–71 бал – оцінка С (“добре”) виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу модуля, включаючи розрахунки, аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
• 70–61 бал – оцінка D (“посередньо”) виставляється за посередні знання навчального матеріалу модуля, малоаргументовані відповіді, слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач;
• 60–50 балів – оцінка Е (“задовільно”) виставляється за слабкі знання навчального матеріалу модуля, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач;
• 49–26 балів – оцінка FX (“незадовільно”) з можливістю повторного складання екзамену чи заліку) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу модуля, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач;
• 25–00 балів – оцінка F (“незадовільно”) з обов’язковим повторним вивченням модуля) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу модуля, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
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 «Методи дослідження у прикладній механіці», усне опитування.
Підсумковий контроль:
1. Заліковий контроль (залік). 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 - атестований з оцінкою «відмінно» - Високий рівень: здобувач освіти демонструє поглиблене володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, системні знання, вміння і навички їх практичного застосування. Освоєні знання, вміння і навички забезпечують можливість самостійного формулювання цілей та організації навчальної діяльності, пошуку та знаходження рішень у нестандартних, нетипових навчальних і професійних ситуаціях. Здобувач освіти демонструє здатність робити узагальнення на основі критичного аналізу фактичного матеріалу, ідей, теорій і концепцій, формулювати на їх основі висновки. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку, самостійної науково-дослідної діяльності, що реалізується за підтримки та під керівництвом викладача. 87-71 балів - атестований з оцінкою «добре» - Достатній рівень: передбачає володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на підвищеному рівні, усвідомлене використання знань, умінь і навичок з метою розкриття суті питання. Володіння частково-структурованим комплексом знань забезпечує можливість їх застосування у знайомих ситуаціях освітнього та професійного характеру. Усвідомлюючи специфіку задач та навчальних ситуацій, здобувач освіти демонструє здатність здійснювати пошук та вибір їх розв’язання за поданим зразком, аргументувати застосування певного способу розв’язання задачі. Його діяльності ґрунтується на зацікавленості та мотивації до саморозвитку, неперервного професійного розвитку. 70-50 балів - атестований з оцінкою «задовільно» - Задовільний рівень: окреслює володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни на середньому рівні, часткове усвідомлення навчальних і професійних задач, завдань і ситуацій, знання про способи розв’язання типових задач і завдань. Здобувач освіти демонструє середній рівень умінь і навичок застосування знань на практиці, а розв’язання задач потребує допомоги, опори на зразок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативність та евристичність, домінування мотивів обов’язку, неусвідомлене застосування можливостей для саморозвитку. 49-00 балів - атестований з оцінкою «незадовільно» - Незадовільний рівень: свідчить про елементарне володіння поняттєвим та категорійним апаратом навчальної дисципліни, загальне уявлення про зміст навчального матеріалу, часткове використання знань, умінь і навичок. В основу навчальної діяльності покладено ситуативно-прагматичний інтерес.
Рекомендована література: 1. Тхорук, Є. І. Методологія наукових досліджень. К.:Кондор.- 2018.- 155 с.
2. Теорія планування експериментів: Виконання розрахунково-графічної роботи [Електронний ресурс] : навч. посіб. для студ. спеціальності 131 «Прикладна механіка», спеціалізації «Технологія машинобудування» / С.М. Лапач ; КПІ ім. Ігоря Сікорського. – Електронні текстові данні – Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. – 86 с.
3. Демків Т. М., Конопельник О. І., Шопа Я. І.. Основи теорії похибок фізичних величин. Методичні матеріали для загального практикуму. ЛНУ ім І Франка. Львів, 2018, 40 с.
4. Ляшенко Б.М. , Кривонос О.М., Вакалюк Т.А. Методи обчислень: навчальний посібник для студентів фізикоматематичного факультету. – Житомир: Вид-во ЖДУ, 2019. – 217 c.
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).