Учебно-методический комплекс дисциплины технологические основы создания машин природообустройства и защиты окружающей среды основной образовательной программы по направлению подготовки (специальности)
| Вид материала | Учебно-методический комплекс |
- Учебно-методический комплекс дисциплины исследование, эксплуатация и ремонт гидросооружений, 159.31kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины механика грунтов, основания и фундаменты для, 363.62kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины «Инженерные конструкции и основы архитектуры», 127.07kb.
- Учебно-методический комплекс для студентов магистерской программы подготовки «Экономика, 436.48kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины б дв1 Теория систем и системный анализ Направление, 568.62kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины железобетонные и каменные конструкции основной, 242.51kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «экологический мониторинг» По направлению подготовки, 182.06kb.
- Учебно-методический комплекс по дисциплине Основы прогрессивных технологий Направления, 1799.38kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины специальные гидротехнические сооружения основной, 361.49kb.
- Учебно-методический комплекс дисциплины Современные теории социальных изменений, 473.84kb.
| | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА» |
Кафедра мелиоративных и строительных машин
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
Технологические основы создания машин природообустройства
и защиты окружающей среды
основной образовательной программы по направлению
подготовки (специальности)
190207 «Машины о оборудование природообустройства
и защиты окружающей среды
Москва 2010
Содержание
| 1. | Выписка из ФГОС | 3 |
| 2. | Примерная программа | 4 |
| 3. | Рабочая программа | 11 |
| 4. | Календарно-тематический план лекционных, практических и лабораторных занятий | 17 |
| 5. | Методические указания студентам по освоению курса | 18 |
| 6. | Методические указания преподавателям по проведению занятий | 19 |
| 7. | Вопросы к аттестации студентов и задачи для экзаменационных билетов | 21 |
| 8. | Экзаменационные билеты | 22 |
| 9. | Задачи по учебному курсу | 33 |
| 10. | Карта обеспеченности дисциплины учебной литературой | 35 |
| 11. | Глоссарий (термины и определения) | 36 |
- ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МАШИН ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА
И ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
(дидактическая единица)
Представление машин природообустройства и ее отдельных функциональных составляющих в виде динамических систем, находящихся под воздействием внешних возмущений. Рассмотрение реакции (выходных переменных), как совокупности параметров, которые определяют качество работы машины, энергетические и кинематические ее показатели, прочностные свойства.
Внешние воздействия (входные переменные), как результат взаимодействия рабочих органов и систем агрегатирования машин, машин в целом с обрабатываемой средой, с неровностями трассы передвижения. Представление входных переменных в виде случайных процессов.
Передаточные функции и амплитудно-частотные характеристики машин, их рабочих органов, систем привода и управления.
Требуемый уровень качества работы, как проявление технологической надежности машины, ее работоспособности. Общая методика оценки качества работы машины природообустройства. Обобщенные характеристики качества работы машин.
Математические модели машин при движении их по неровностям трассы. Алгоритм оценки качества работы мелиоративных планировщиков и дреноукладочных машин.
Математические модели систем привода машин. Оценка динамических нагрузок в приводе с механической, гидрообъемной и электрической трансмиссиями. Методика оценки уровня загрузки автономного двигателя машины природообустройства.
Представление динамики движения машины в целом и колебания рабочего оборудования относительно машины как внешней динамики. Представление динамики системы привода как внутренней динамики.
Описание движения машины как совокупности движений «внешних», «внутренних» при всестороннем учете внешних воздействий. Возможность оценки влияния различных конструктивных, кинематических, режимных, концептуальных, технологических и др. параметров на работоспособность машины природообустройства.
- ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ МАШИН
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА и ЗОС»
НАЗЕМНЫЕ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ
(профиль «Машины и оборудование природообустройства и защиты окружающей среды»)
Дисциплина вариативной части профессионального цикла Б.3, читается в 9 семестре.
Трудоёмкость дисциплины - 170 ч.
Форма аттестации – экзамен.
"Технологические основы создания машин природообустройства " – сравнительно новая учебная дисциплина о тесной и целесообразной связи технических параметров средств механизации природообустройства с параметрами выполняемых технологических процессов. Она является одной из профилирующих дисциплин специализаций настоящего профиля
- Цель дисциплины: Формирование у студентов комплекса знаний, умений и навыков для квалифицированной и всесторонней оценки уровня работоспособности специализированной машины и ее приспособленности к выполнению эффективного выполнения работ природообустройства.
Задачи дисциплины:
- Изучение процессов формирования нагрузки на рабочих органах машин при изменении их технических, технологических и режимных параметров и формирование математической модели нагрузки для различных рабочих органов и разных машин;
- Получение знаний о процессе формирования реакций машины и основных элементов ее составляющих на внешние возмущения и осуществление оценки этой реакции при упрощающих математическую модель допущениях;
- Интерпретация результатов решения математической модели системы «машина - технологический процесс» для получения количественных характеристик точности работы машины прирродообустройства;
Изучение дисциплины "Технологические основы создания и модернизации машин природообустройства " базируется на знаниях, полученных студентами в результате изучения дисциплин "Высшая математика», "Физика", "Теоретическая механика", "Вычислительная техника" и программирование", «Математические модели в расчетах на ЭВМ", "Устройство и работа машин природообустройства и ЗОС", "Основы расчета машин природообустройства и ЗОС", «Двигатели и силовые установки машин природообустройства и ЗОС»….
2. Требования к результатам освоения дисциплины.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Способность формировать набор целесообразных требований к потребительским свойствам машин природообустройства, способность участвовать в разработке конструкторско-технической документации новых или модернизируемых образцов машин природообустройства, умение выполнять ориентировочную работу по всесторонней оценке эффективности работы основных типов машин природообустройства
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- теорию расчета и анализа общей оценки работоспособности машины природообустройства как системы;
уметь:
- выполнять расчеты по определению показателей эффективности работы машин природообустройства, динамических характеристик машин в целом и их отдельных составляющих;
- анализировать характеристики технологических свойств машины природообустройства и определять пути их улучшения;
владеть:
- современными методами проведения расчетов и анализа характеристик машины природообустройства с применением ЭВМ.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц (252 часа).
| Вид учебной работы | Всего часов | Семестр |
| 9 | ||
| Аудиторные занятия (всего) | 85 | 85 |
| В том числе: | | |
| Лекции | 34 | 34 |
| Практические занятия (ПЗ) | 33 | 33 |
| Семинары (С) | 12 | 12 |
| Лабораторные работы (ЛР) | 6 | 6 |
| Самостоятельная работа (всего) | 85 | 85 |
| В том числе: | - | - |
| Курсовая работа | 30 | 30 |
| Расчетно-графические работы | 25 | 25 |
| Реферат | 10 | 10 |
| Другие виды самостоятельной работы | | |
| Изучение технической литературы | 20 | 20 |
| Вид итоговой аттестации (зачет, экзамен) | экзамен | экзамен |
| Общая трудоемкость в часах | 170 | 170 |
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплин и виды занятий
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. зан. | Лаб. зан. | Семин. | СРС | Все-го |
| 1. | Введение. Общая характеристика машин природообустройства, как динамических систем | 2 | 2 | - | - | 6 | 10 |
| 2. | Общая характеристика внешних воздействий | 4 | 4 | 6 | 2 | 12 | 30 |
| 3. | Методы построения математических моделей машин природообустройства | 4 | - | - | | 10 | 14 |
| 4. | Математические модели систем привода машин | 4 | 4 | - | - | 12 | 20 |
| 5. | Методические основы оценки мощности двигателя машины природообустройства с учетом динамики | 4 | 4 | - | 2 | 10 | 20 |
| 6. | Методические основы качества работы машин природообустройства | 6 | 8 | - | 2 | 10 | 26 |
| 7. | Математические модели машин при их движении по неровностям трассы | 4 | 5 | - | 2 | 10 | 21 |
| 8. | Характеристика неровностей поверхности трасс движения машин природообустройства как внешних воздействий | 2 | 4 | - | 2 | 8 | 16 |
| 9. | Основы системного подхода к оценке динамики машины природообустройства | 4 | 2 | - | 2 | 5 | 13 |
| Итого | 34 | 33 | 6 | 12 | 85 | 170 | |
4.2. Содержание разделов дисциплины
| № п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела |
| 1. | Общая характеристика машин природообустройства, как динамических систем. | Функционирование машины, как реакция на входные возмущения условия работы и управляющие воздействия (со стороны машиниста или системы автоматического управления). Рассмотрение реакции (входных переменных), как совокупность параметров, которые определяют качество работы машины, энергетические и кинематические ее показатели, прочностные свойства. Информационная расчетная схема машины природообустройства. |
| 2 | Общая характеристика внешних воздействий | Внешние воздействия (входные переменные), как результат взаимодействия рабочих органов и систем агрегатирования машин, машин в целом с обрабатываемой средой, с неровностями трассы передвижения. Представление входных переменных в виде случайных процессов. Основные характеристики случайных процессов. Корреляционные функции и спектральные плотности. Их свойства и параметры. Эмпирические оценки. Представление внешнего возмущения, как суммы случайной составляющей и составляющих, которые определяют режимными, технологическими, конструктивными и др. параметрами рабочего процесса и машины и его исполнительных органов. |
| 3 | Методы построения математических моделей машин природообустройства и основных элементов этих машин. | Основные понятия и определения. Понятие об эмпирических моделях машин и их элементов. Линейная модель движения машины природообустройства. Основные характеристики машины, как линейных динамических систем. Передаточные функции и амплитудно-частотные характеристики машин, их рабочих органов, систем привода и управления. Методы идентификации и регрессии. |
| 4 | Математические модели систем привода машин | Основные понятия и определения. Представление приводов машин природообустройства в виде эквивалентных динамических систем. Их классификация. Методика оценки передаточных функций систем привода с учетом динамической характеристики первичного и промежуточных силовых установок. |
| 5 | Методические основы оценки мощности двигателя машины природообустройства с учетом динамики | Представление нагрузки на рабочем органе в виде полинома с коэффициентами, определяющими влияние конструктивных, режимных, технологических параметров машины и технологического процесса. Спектральная плотность нагрузки на рабочем органе машины природообустройства. Методика оценки мощности двигателя с учетом динамики. |
| 6 | Методические основы качества работы машин природообустройства | Требуемый уровень качества работы, как проявление технологической надежности машины, ее работоспособности. Общая методика оценки качества работы машины природообустройства. Обобщенные характеристики качества работы машин. Понятие о расчете допускаемых значений показателей качества работы машины природообустройства. |
| 7 | Математические модели машин при их движении по неровностям трассы | Расчетная схема оценки планирующей способности простого планировщика, вывод формулы передаточной функции. Оценка планирующей способности машин с различными конструктивными решениями. Оценка качества выравнивания сельскохозяйственных полей. Оценка технологической работоспособности дреноукладочной машины. Вывод формул передаточной функции для дреноукладчика при его работе от базы и от дна, при наличии системы автоматического уравнения (САУ) рабочим органом по высоте и без САУ. Оценка качества выполнения технологического процесса прокладки траншеи (щели) дреноукладчиком. |
| 8 | Характеристика неровностей поверхности трасс движения машин природообустройства как внешних воздействий | Неровности поверхности трасс движения машин природообустройства при выполнении технологического как случайная функция пути. Поверхность сельскохозяйственного поля как случайная поверхность. Получение выборочных статистик случайных поверхностей и профилей. Получение аналитических выражений спектральных функций и поверхностей. |
| 9 | Основы системного подхода к оценке динамики машины природообустройства | Представление динамики движения машины в целом и колебания рабочего оборудования относительно машины как внешней динамики. Представление динамики системы привода как внутренней динамики. Описание движения машины как совокупности движений «внешних», «внутренних» при всестороннем учете внешних воздействий. Возможность оценки влияния различных конструктивных, кинематических, режимных, концептуальных, технологических и др. параметров на работоспособность машины природообустройства. |
5. Лабораторный практикум
| № п/п | Раздел дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость (час.) |
| | Характеристика внешних воздействий | многофакторный эксперимент по определению эмпирической зависимости реакции грунта на пассивный рабочий орган тоже на активный рабочий орган эмпирическая оценка корреляционной функции случайного процесса | 4 |
| | Математические модели машин при их движении по неровностям трассы | расчет передаточных функций планировщиков различных конструктивных схем оценка качества работы дреноукладочной машины | 2 |
| | Математические модели систем привода машин | оценка уровня загрузки двигателя машины природообустройства при различных типах трансмиссии | - |
6. Примерная тематика курсовых работ
При выполнении курсовых студенты решают вопросы, связанные с общим расчетом машин природообустройства, позволяющим оценить их работоспособность исходя их различных критериев: по мощности, по тяге, по устойчивости, по точности работы. Но, прежде всего, студенты должны обосновать общую концепцию машины и обосновать параметры рабочих органов и машины в целом, если это нужно. В заключительной части курсовой работы обязательно должна присутствовать экономическая оценка принятых решений.
Тематика курсовых работ предусматривает рассмотрение под изложенным выше углом зрения каналокопатели, дреноукладчики, каналоочистители, машины для культуртехнических работ, машины и оборудование для подготовки полей к поливу, дождевальные машины и установки.
7. Расчетно-графические работы по дисциплине "Технологические основы создания и модернизации машин природообустройства": «Определение спектральной плотности нагрузки на рабочем органе мелиоративного каналокопателя», «Общий расчет машины для фрезерования закустаренных земель», «Оценка планирующей способности мелиоративного планировщика», «Расчет точности работы дреноукладочной машины».
8. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
При проведении лекции могут демонстрироваться слайды, использоваться раздаточные материалы, видеофильмы, работы компьютерных программ при помощи видеопроектора.
При проведении практических занятий могут использоваться работа компьютерных программ при помощи видеопроектора, раздаточные материалы и методические указания к выполнению РГР.
При выполнении лабораторных работ используются стенды и лабораторные установки, компьютеры и методические указания к выполнению лабораторных работ.
9. Основная литература:
9.1. Машины и оборудование природообустройства. Учебник. Коллектив авторов. Под редакцией Ю.Г. Ревина, М., КолосС, 2011 (в печати)
9.2. Курсовое и дипломное проектирование мелиоративных машин: Учебное пособие для сельскохозяйственных вузов/ Под ред. И. И. Мера - : Колос, 1968, 172 с.
9.3. Курсовое и дипломное проектирование мелиоративных машин: Учебное пособие для сельскохозяйственных вузов/ Под ред. Г. В. Суслова - : Колос, 1996, 143 с.
9.4. А. Б. Лурье, В. Г. Еникеев, И. З. Теплинский. Курсовое и дипломное проектирование по сельскохозяйственным и мелиоративным машинам. – Л., Агропромиздат, 1991, 224 с.
9.5. Практикум по мелиоративным машинам. Под ред. Ю. Г. Ревина. – М., Агропромиздат, 1995, 85 с.
10. Дополнительная литература:
- З. Е. Гарбузов, В. И. Барановская. Проектирование каналостроительных машин. М, : Машиностроение, 1984.
- Б. М. Лебедев. Дождевальные машины. М., Машиностроение, 1977.
- Журналы "Строительные и дорожные машины", "Мелиорация и водное хозяйство", "Механизация строительства".
10.4. А. Б. Лурье, А. А. Громбчевский. Расчет и конструирование сельскохозяйственных машин. – Л., Машиностроение, 1977, 528 с.
10.5. Н. М. Караваева Автоматическое управление и динамика энергомеханических структур торфяных машин. – М., «Недра», 1975, 255 с.
11. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лабораторные работы должны проводятся в специализированных аудиториях, оснащенных лабораторными стендами, установками, измерительной и записывающей аппаратурой, компьютерами и соответствующими прикладными программами.
При проведении лекции могут демонстрироваться слайды, использоваться раздаточные материалы, видеофильмы, работы компьютерных программ при помощи видеопроектора.
При проведении практических занятий могут использоваться работа компьютерных программ при помощи видеопроектора, раздаточные материалы и методические указания к выполнению РГР.
При выполнении лабораторных работ используются стенды и лабораторные установки, компьютеры и методические указания к выполнению лабораторных работ.
Лабораторные работы должны проводятся в специализированных аудиториях, оснащенных лабораторными стендами, установками, измерительной и записывающей аппаратурой, компьютерами и соответствующими прикладными программами.
12. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Лабораторные занятия по разным темам проводятся по мере освоения лекционного курса с целью углубления и конкретизации знаний полученных в ходе слушания лекций.
Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден и утвержден на заседании кафедры заседании кафедры мелиоративных и строительных машин МГУП, протокол № 10 от 14 июня 2010 г., одобрен и утвержден на заседании методической комиссией механического факультета, протокол № 12 от 5 июля 2010 г.
Составитель профессор кафедры мелиоративных и строительных машин,
канд. техн. наук Ю.Г.Ревин
Заведующий кафедрой мелиоративных и строительных машин, профессор,
канд. техн. наук Ю.Г.Ревин
Согласовано:
Первый проректор В.Ф.Сторчевой
Экспертиза проведена:
Менеджер университета по качеству И.Г.Галямина