Рабочая программа по дисциплине «Теоретическая механика» Уровень основной образовательной программы бакалавриат - umotnas.ru o_O
Рабочая программа по дисциплине «Теоретическая механика» Уровень основной образовательной программы бакалавриат - umotnas.ru o_O
|
страница 1
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Похожие работы
|
Рабочая программа по дисциплине «Теоретическая механика» Уровень основной образовательной - страница №1/1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ им. И. ФЕДОРОВА» УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе ________________ Т.В. Маркелова «____» _____________ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Теоретическая механика» Уровень основной образовательной программы бакалавриат Направление 220400 «Управление в технических системах» Профиль 220401 «Управление и информатика в технических системах» Факультет Цифровых систем и технологий Кафедра Физики
Москва – 2011г Составитель: П.Н.Силенко, д. т. н., профессор. Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Физики» (дата) __________________, протокол № ________. Зав. кафедрой ____________________/Л.И.Уруцкоев/ Одобрена Ученым Советом факультета Цифровых систем и технологий (дата) __________________, протокол № __________. Председатель______________________
Цель теоретической механики является изучение тех общих законов, которым подчиняются движение и равновесие материальных тел и возникающие при этом взаимодействия между телами. На данной основе становится возможным построение и исследование механико-математических моделей, адекватно описывающих разнообразные механические явления. При изучении теоретической механики вырабатываются навыки практического использования методов, предназначенных для математического моделирования движения систем твёрдых тел. Задачи дисциплины Бакалавр должен быть подготовлен к выполнению следующих видов и задач профессиональной деятельности для объектов: расчетно-экспериментальная деятельность c элементами научно-исследовательской: • сбор и обработка научно-технической информации, изучение передового отечественного и зарубежного опыта по избранной проблеме теоретической механики; анализ поставленной задачи в области теоретической механики на основе подбора и изучения литературных источников; • участие в разработке физико-механических, математических и компьютерных моделей, предназначенных для выполнения исследований и решения научно-технических задач; • участие в расчетно-экспериментальных работах в области теоретической механики в составе научно-исследовательской группы на основе классических и технических теорий и методов, достижений техники и технологий, в первую очередь, с помощью экспериментального оборудования для проведения механических испытаний, высокопроизводительных вычислительных систем и широко используемых в промышленности наукоемких компьютерных технологий (CAD/CAE-систем мирового уровня); • составление описаний выполненных расчетно-экспериментальных работ, и разрабатываемых проектов, обработка и анализ полученных результатов, подготовка данных для составления отчетов и презентаций, подготовка докладов, статей и другой научно-технической документации; • участие в оформлении отчетов и презентаций, написании рефератов, докладов и статей на основе современных офисных информационных технологий, текстовых и графических редакторов, средств печати; проектно-конструкторская деятельность: • участие в проектировании машин и конструкций с целью обеспечения их прочности, устойчивости, долговечности и безопасности, обеспечения надежности и износостойкости узлов и деталей машин; • участие в проектировании деталей и узлов с использованием программных систем компьютерного проектирования (CAD-систем) на основе эффективного сочетания передовых CAD/CAE-технологий и выполнения многовариантных CAE-расчетов; • участие в работах по технико-экономическим обоснованиям проектируемых машин и конструкций; • участие в работах по составлению отдельных видов технической документации на проекты, их элементы и сборочные единицы; • проведение расчетно-экспериментальных работ по анализу характеристик конкретных механических объектов, • участие в работах по рациональной оптимизации технологических процессов; • участие во внедрении технологических процессов наукоемкого производства, контроля качества материалов, элементов и узлов машин и установок, механических систем различного назначения; инновационная деятельность: • участие во внедрении результатов научно-технических и проектно-конструкторских разработок в реальный сектор экономики; организационно-управленческая деятельность: • участие в организации работы, направленной на формирование творческого характера деятельности небольших коллективов, работающих в области теоретической механики; • участие в работах по поиску оптимальных решений при создании отдельных видов продукции с учетом требований динамики и прочности, долговечности, безопасности жизнедеятельности, качества, стоимости, сроков исполнения и конкурентоспособности; • участие в разработке планов на отдельные виды работ и контроль их выполнения. 2. Место дисциплины в структуре ООП Теоретическая механика относится к циклу естественно-научных дисциплин и должна изучаться после прохождения курсов математического анализа, и физики, ее изучение должно обеспечить понимание студентами процессов и явлений, изучаемых в курсах полиграфической техники и технологии 3. Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций: а) общекультурные (ОК) • владеть культурой мышления, иметь способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1); • уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2); • быть готовым к сотрудничеству с коллегами и к работе в коллективе (ОК-3); • находить организационно-управленческие решения в нестандартных ситуациях и быть готовым нести за них ответственность (ОК-4); • использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5); • стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6); • уметь критически оценивать свои достоинства и недостатки, намечать пути и средства развития достоинств и устранения недостатков (ОК-7); • осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК- 8); • использовать основные положения и методы социальных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных и профессиональных задач, быть способным анализировать социально-значимые проблемы и процессы (ОК-9); • использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического и компьютерного моделирования в теоретических и расчетно-экспериментальных исследований (ОК-10); • способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11); • владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12); • владеть одним из иностранных языков на уровне чтения и понимания научно-технической литературы, быть способным общаться в устной и письменной формах на иностранном языке (ОК-13); • владеть основными знаниями и методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК- 14); • уметь использовать фундаментальные законы природы, законы естественнонаучных дисциплин и механики в процессе профессиональной деятельности (ОК-15); • быть готовым к профессиональному росту, самостоятельно пополнять свои знания, совершенствовать умения и навыки, самостоятельно приобретать и применять новые знания, развивать компетенции (ОК-16); • уважительно и бережно относиться к историческому наследию и культурным традициям России, толерантно воспринимать социальные и культурные различия и особенности других стран (ОК-17); • использовать в личной жизни и профессиональной деятельности этические и правовые нормы, регулирующие межличностные отношения и отношение к обществу, окружающей среде, основные закономерности и нормы социального поведения, права и свободы человека и гражданина (ОК-18); • владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК- 19); • владеть средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, быть готовым к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-20); • владеть культурой безопасности, экологическим сознанием и рискоориентированным мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов жизнедеятельности (ОК-21); • понимает проблемы устойчивого развития и рисков, связанных с деятельностью человека (ОК-22); • владеет приемами рационализации жизнедеятельности, ориентированными на снижения антропогенного воздействия на природную среду и обеспечение безопасности личности и общества (ОК-23) б) профессиональные (ПК): общепрофессиональные: расчетно-экспериментальными c элементами научно-исследовательских • быть способным выявлять сущность научно-технических проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-1); • применять физико-математический аппарат, теоретические, расчетные и экспериментальные методы исследований, методы математического и компьютерного моделирования в процессе профессиональной деятельности (ПК-2); • быть готовым выполнять расчетно-экспериментальные работы и решать научно-технических задачи в области прикладной механики на основе достижений техники и технологий, классических и технических теорий и методов, физико-механических, математических и компьютерных моделей, обладающих высокой степенью адекватности реальным процессам, машинам и конструкциям (ПК-3); • быть готовым выполнять расчетно-экспериментальные работы в области прикладной механики с использованием современных вычислительных методов, высокопроизводительных вычислительных систем и наукоемких компьютерных технологий (широко распространенных в промышленности CAD/CAE-систем мирового уровня: ANSYS, COSMOS, Femap, MSC.Patran / Nastran и др.) и экспериментального оборудования для проведения механических испытаний (ПК-4); • составлять описания выполненных расчетно-экспериментальных работ и разрабатываемых проектов, обрабатывать и анализировать полученные результаты, готовить данные для составления отчетов и презентаций, написания докладов, статей и другой научно-технической документации (ПК-5); • применять программные средства компьютерной графики и визуализации результатов научно-исследовательской деятельности, оформлять отчеты и презентации, готовить рефераты, доклады и статьи с помощью современных офисных информационных технологий, текстовых и графических редакторов, средств печати (ПК-6); • проектировать детали и узлы с использованием программных систем компьютерного проектирования (CAD-систем, например, КОМПАC, AutoCAD, Autodesk Inventor, SolidWorks, Solid Edge и др.) на основе эффективного сочетания передовых CAD-технологий и выполнения многовариантных CAE-расчетов (например, с помощью широко распространенных CAE-систем ANSYS, COSMOS, Femap, MSC.Patran/Nastran и др.) (ПК-7); • участвовать в проектировании машин и конструкций с целью обеспечения их прочности, устойчивости, долговечности и безопасности, обеспечения надежности и износостойкости узлов и деталей u1084 машин (ПК-8); • участвовать в работах по технико-экономическим обоснованиям проектируемых машин и конструкций, по составлению отдельных видов технической документации на проекты, их элементы и сборочные единицы (ПК-9); – производственно-технологические: • выполнять расчетно-экспериментальные работы по многовариантному анализу характеристик конкретных механических объектов с целью оптимизации технологических процессов (ПК-10); • участвовать во внедрении технологических процессов наукоемкого производства, контроля качества материалов, процессов повышения надежности и износостойкости элементов и узлов машин и установок, механических систем различного назначения (ПК-11); • участвовать во внедрении и сопровождении результатов научнотехнических и проектно-конструкторских разработок в реальный сектор экономики (ПК-12); организационно-управленческие: • участвовать в организации работы, направленной на формирование творческого характера деятельности небольших коллективов, работающих в области прикладной механики (ПК-13); • участвовать в работах по поиску оптимальных решений при создании отдельных видов продукции с учетом требований динамики и прочности, долговечности, безопасности жизнедеятельности, качества, стоимости, сроков исполнения и конкурентоспособности (ПК-14); • разрабатывать планы на отдельные виды работ и контролировать их выполнения (ПК-15); • владеть культурой профессиональной безопасности, способен идентифицировать опасности и оценивать риски в сфере своей профессиональной деятельности (ПК-16); • готовность применять профессиональные знания для минимизации негативных экологических последствий, обеспечения безопасности и улучшения условий труда в сфере своей профессиональной деятельности (ПК-17). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: основные понятия и законы механики и вытекающие из этих законов методы изучения равновесия и движения материальной точки, твёрдого тела и механической системы; Уметь: выбрать физическую модель реального объекта и соответствующую математическую модель. Владеть: методикой построения и исследования математических и механических моделей технических систем, квалифицированно применяя при этом аналитические и численные методы исследования и используя возможности современных компьютеров и информационных технологий. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы
5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов дисциплины Тема 1. Кинематика Способы задания движения точки. Уравнения траектории точки. Скорость и ускорение точки при различных способах задания её движения. Траектории, скорости и ускорения точек тела при поступательном движении. Векторы угловой скорости и углового ускорения твёрдого тела. Распределение скоростей и ускорений точек твёрдого тела при плоском движении. Мгновенный центр скоростей, методы его нахождения. Мгновенный центр ускорений, методы его нахождения. Сложное движение точки; абсолютное, переносное и относительное движения. Теоремы о скоростях и ускорениях точки при сложном движении. Кориолисово ускорение. Сложное движение твёрдого тела. Теорема о сложении угловых скоростей. Сложение мгновенных движений. Тема 2. Винт Кинематический винт и его элементы приведения; параметр невырожденного винта. Кинематические инварианты. Стандартное представление кинематического винта (при помощи коллинеарных элементов приведения). Ось кинематического винта. Мгновенно-винтовое движение. Тема 3. Динамика: основные соотношения статики Вектор силы, его модуль, направление и компоненты; точка приложения силы. Момент силы относительно точки (полюса), его свойства. Момент силы относительно оси. Системы сил, их эквивалентность. Пара сил и её момент. Главный вектор и главный момент произвольной системы сил. Аксиомы статики. Связи и их реакции. Центр системы параллельных сил. Центр тяжести тела. Приведение произвольной системы сил к простейшему виду. Уравнения равновесия для произвольной системы сил. Законы трения скольжения (при покое); угол трения и конус трения. Понятие о трении качения и верчения. Инварианты произвольной системы сил (статические инварианты). Силовой винт и его элементы приведения; параметр невырожденного винта. Стандартное представление силового винта (при помощи коллинеарных элементов приведения). Ось силового винта (центральная ось системы сил), уравнения оси невырожденного винта. Условия приведения произвольной системы сил к равнодействующей. Теорема Вариньона. Аксиомы динамики. Первая и вторая задачи динамики. Дифференциальные уравнения движения материальной точки в векторной и координатной формах. Тема 5. Общие теоремы и законы сохранения Теорема об изменении количества движения системы в дифференциальной и интегральной формах. Теорема о движении центра масс. Теорема об изменении кинетического момента системы относительно неподвижного полюса в дифференциальной и интегральной формах. Момент инерции и кинетический момент твёрдого тела относительно оси. Оператор инерции (тензор инерции) твёрдого тела. Осевые и центробежные моменты инерции, их свойства; радиус инерции. Эллипсоид инерции. Главные оси инерции, главные центральные оси инерции. Теорема Гюйгенса – Штейнера. Теорема об изменении кинетической энергии системы в дифференциальной и интегральной формах. Силовые поля. Полная механическая энергия. Теорема об изменении полной механической энергии. Условия сохранения полной механической энергии; интеграл энергии. Тема 6. Удар Основные уравнения теории удара. Гипотеза Ньютона. Определение коэффициента восстановления. Частные вопросы теории удара. Тема 7. Гироскопы Уравнение динамики твёрдого тела с неподвижной точкой. Динамические уравнения Эйлера. Задача о движении тяжёлого твёрдого тела с неподвижной точкой. Понятие о регулярной прецессии. Приближённая теория гироскопа. Теорема Резаля. Гироскопы с тремя и двумя степенями свободы. Гироскопический момент. Прецессия тяжёлого гироскопа. Примеры применения гироскопов в технике. Тема 8. Принципы механики и общее уравнение динамики Возможные перемещения; условия на их компоненты, налагаемые связями. Принцип Даламбера и уравнения динамического равновесия для системы материальных точек; метод кинетостатики. Общее уравнение динамики Тема 9. Обобщенные координаты Конфигурационное пространство голономной механической системы; число её степеней свободы. Обобщённые координаты; требования к параметризации механической системы. Выражение возможных перемещений через вариации обобщённых координат. Тема 10. Связи, обобщённые скорости, обобщённые силы. Связи и их уравнения. Обобщённые скорости. Выражение скорости точки системы через обобщённые скорости. Возможная работа и возможная мощность системы сил. Обобщённые силы, способы вычисления обобщённых сил. Идеальные связи; геометрическая интерпретация условия идеальности. Идеальность внутренних связей в неизменяемой системе материальных точек. Тема 11. Уравнения Лагранжа. Уравнения Лагранжа второго рода: вывод и методика применения. Обобщённые импульсы. Порядок решения задач динамики голономных механических систем при помощи компьютера. Тема 12. Колебания и устойчивость Понятие об устойчивости равновесия. Малые свободные колебания механической системы с двумя (или n) степенями свободы и их свойства, собственные частоты и коэффициенты формы. 5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
6. Лабораторный практикум
7. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины основная литература 1. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Часть 1, 2. – М.: Высш. шк., 1984. 2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. – М.: Наука. (любое издание после 1986 г.) 3. Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике. – М.: Наука. (любое издание после 1986 г.) 4. Силенко П.Н. Задания для курсовых, расчетно-графических и лабораторных работ по направлению 550200, 550300, 551800. – М.: Изд-во МГУП «Мир книги», 2005. 5. Силенко П.Н. Теоретическая механика. Конспект лекций. – М.: Изд-во МГУП, 2003. 6. Силенко П.Н. Аналитическая динамика. – М.: Изд-во МГУП, 2007. 7. Невенчанная Т.О., Егорова Л.Л., Цукерников И.Е. Общее уравнение динамики в примерах. – М., Изд-во МГУП, 2010. дополнительная литература 8. Быстров К.Н., Силенко П.Н. Сборник лабораторных работ по теоретической механике. – М.: Изд-во МГУП, 2005. 9. Сборник заданий для курсовых, расчётно-графических и лабораторных работ по теоретической механике\ Под ред. А.А.Яблонского. Изд. 3-е, 4-е и т.д. 9. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Итоговый контроль по курсу
1.По лабораторным работам предполагается:
2. Выполнение и защита РГР. 3. Проверка у каждого студента решений индивидуальных наборов задач. 4. Учёт посещаемости лекций. 5. Текущий промежуточный контроль за выполнением РГР. 6. Промежуточная аттестация студентов в середине семестра. 7. Студенты, не выполнившие в полном объёме предусмотренные планом РГР, перечень лабораторных работ и контрольных работ, не могут получить зачёт и не допускаются кафедрой к сдаче экзаменов. Разработчики: Кафедра ТиПМ проф. Силенко П.Н. Эксперты: Программа одобрена на заседании Ученого совета факультета полиграфической техники и технологии от года, протокол № . |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|