Динаміка та міцність машин
Спеціальність: Прикладна механіка
Код дисципліни: 8.131.00.M.023
Кількість кредитів: 3.00
Кафедра: Робототехніка та інтегровані технології машинобудування
Лектор: Кузьо Ігор Володимирович
Семестр: 4 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Основне навчання полягає у отриманні теоретичних знань та практичних навичок із загальними принципами механіки, різними варіантами механічних систем та законами їх поведінки в статичних і динамічних умовах; опанування вміння переходити від реальної машини до абстрактної еквівалентної схеми з урахуванням конструктивних властивостей елементів машини та її механізмів; ознайомлення з аналітичними методами дослідження режимів роботи машин з використанням еквівалентної схеми, динамічної моделі та натурних взірців; вивчення методів розрахунку потужності приводу, продуктивності, міцності, довговічності обладнання на базі вихідних даних з урахуванням умов експлуатації техніки; ознайомлення з сучасними методами аналізу і синтезу механізмів, розрахунків на міцність та конструювання елементів гірничих машин і обладнання, критеріями оцінки надійності машин; ознайомлення з методами оцінки шкідливого впливу вібрацій під час роботи динамічно навантажених машин та боротьби з ними.
Результати навчання: Здатність застосовувати основні принципи теоретичної механіки, механіки твердих деформованих тіл, прикладну теорію механічних коливань та використовувати аналітичні та чисельні методи дослідження для вирішення практичних інженерних задач. Отримати навички застосування диференціальних рівнянь для вирішення конкретних задач, що виникають при створенні та експлуатації механізмів та машин різного призначення.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Перереквізити: математика, теоретична механіка, опір матеріалів, теорія механізмів та машин
Кореквізити: аналітичні та чисельні методи досліджень, прикладна теорія механічних коливань, дослідження і моделювання процесів у технологічних системах
Короткий зміст навчальної програми: Навантаження в елементах механізмів та машин. Класифікація деформацій. Статична та динамічна міцність. Механічні системи. Геометрія мас. Зведення зовнішніх сил, мас та моментів інерції. Застосування основних теорем у задачах динаміки машин. Динаміка твердого тіла. Диференціальні рівняння руху твердого тіла. Теорія гороскопів. Принципи механіки. Принцип Даламбера. Принцип можливих переміщень. Статична і динамічна зрівноваженість. Елементи аналітичної механіки. Загальне рівняння динаміки. Рівняння Лагранжа ІІ роду. Розрахункові схеми, математичні моделі та основні рівняння динаміки. Привідні та гальмівні системи машин. Динамічні навантаження та коливання привідних систем. Динаміка привідних систем та приклади інженерних розрахунків.
Опис: Динаміка твердого тіла.
Диференціальні рівняння в окремих випадках руху твердого тіла. Принципи механіки. Принцип Даламбера та принцип можливих переміщень. Динамічні реакції твердого тіла. Статичне і динамічне врівноваження. Ідеальні в’язі.
Елементи аналітичної механіки.
Загальне рівняння динаміки. Рівняння Лагранжа II роду. Коливання механічних систем. Стійкість положення рівноваги. Коливання механічних систем з одним та двома ступенями вільності.
Фізичні основи міцності матеріалів.
В’язке та крихке руйнування. Границя міцності. Види напруженого стану в елементах машин. Міцність при складному напруженому стані.
Зниження віброактивності машин і механізмів.
Зрівноважування роторних машин. Динамічне гасіння коливань. Захист від ударних навантажень. Дія вібрацій на людину – оператора.
Розрахунок на міцність і жорсткість для задач розтягання або стискання деталей машин та конструкцій.
Основи теорії напруженого і деформованого стану: напруження у точці; види напруженого стану; закон парності дотичних напружень; головні площадки і головні напруження; пряма і обернена задачі для плоского напруженого стану; круг Мора.
Об’ємний напружений стан виробів.
Напруження на довільній площинці. Деформації за об’ємного напруженого стану. Узагальнений і об’ємний закон Гука. Потенціальна енергія деформації.
Критерії міцності: завдання теорій міцності; класичні теорії міцності; поняття про нові теорії міцності.
Головні напруження за чистого зсуву. Закон Гука. Зв'язок між трьома константами (E, G і ?) матеріалу. Кручення: напруження і деформації за кручення; умови міцності і жорсткості; аналіз напруженого стану і руйнування за кручення; кручення стрижнів некруглого перерізу. Згин: нормальні напруження за прямого згину; дотичні напруження; повний розрахунок балок на міцність; диференціальне рівняння зігнутої осі балки; універсальне рівняння прогинів.
Методи та критерії оцінювання: Форма звітності - екзамен (100 балів)
Потоковий контроль - 30 балів
Письмова компонента - 60 балів
Усна компонента - 10 балів
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 «Динаміка та міцність машин», 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 навчальному 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. Кузьо І.В., Зінько Я.А., Ванькович Т.Н.М. та ін. Теоретична механіка. Підручник. - Харків. Фоліо, 2017. 780с
2. Ланець О.С. Високоефективні міжрезонансні вібраційні машини з електромагнітним приводом. -Львів. Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2008. 324с.
3. Струтинський В.Б. Математичне моделювання процесів та систем механіки. Підручник. - Житомир, 2001. 612 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).