Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт icon

Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт


Смотрите также:
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...
Образовательный стандарт высшего профессионального образования Алтгту. Образовательный стандарт...



Загрузка...
скачать

СТП 17.181.1210-2004

СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального образования АлтГТУ.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Методы моделирования свойств композиционных материалов»

наименование дисциплины


Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова


ПРЕДИСЛОВИЕ


1) РАЗРАБОТАН КАФЕДРОЙ ФИЗИКИ И ТЕХНОЛОГИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

наименование кафедры, разработавшей стандарт


2) Стандарт разработан на основании ГОС ВПО специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», утвержденный 27 марта 2000 г. Приказ 686 регистрационный № 254 тех/дс.

наименование и дата утверждения


3) ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ.


СОДЕРЖАНИЕ

стр.

1 Область применения 1

2 Нормативные ссылки 2

3 Цели и задачи дисциплины 2

3.1. Характеристика предмета изучения 2

3.2 Цели и задачи дисциплины применительно к конкретной

специальности 2

3.3 Место дисциплины в учебном процессе 3

3.4 Требования к знаниям и умениям 3

4 Содержание дисциплины и условия ее реализации 3

4.1 Рабочая программа дисциплины 4

4.2 Использование технических средств обучения и вычислительной 14

техники. Программное обеспечение дисциплины

4.3 Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине 14

4.4 Элементы научного поиска при изучении дисциплины 15

Приложение А «Контролирующие материалы по дисциплине» 16

Приложение Б Памятка по изучению дисциплины 18


^ СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального

образования АлтГТУ. Введен

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ впервые

^ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


«Методы моделирования свойств композиционных материалов»

наименование дисциплины


Дата введения __________________

(год, месяц, число)


УТВЕРЖДАЮ


Начальник УМУ АлтГТУ


Е.В. Павловский

(подпись)


"____"_______________200 г.

(число, месяц)

^

1 Область применения





    1. Стандарт дисциплины устанавливает общие требования к содержанию, структуре, объему дисциплины «Методы моделирования свойств композиционных материалов», условиям ее реализации в АлтГТУ.

    2. Действие стандарта распространяется:

  • на студентов, обучающихся по специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов»;

  • на преподавателей и сотрудников кафедры ФиТКМ.
^




2 Нормативные ссылки



В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие государственные стандарты и стандарты АлтГТУ.

ГОСТ Р 1.5-92 ГСС РФ. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 8.417 –81 ГСИ. Единицы физических величин.

СТП 12 310-04 Образовательный стандарт учебной дисциплины. Общие требования к структуре, содержанию и оформлению.


^ 3 Цели и задачи дисциплины


3.1 Характеристика предмета изучения

Курс «Методы моделирования свойств композиционных материалов» является одним из фундаментальных курсов специальной подготовки студентов, читается в 9 учебном семестре, в лекционном объеме 17 часов.

Содержание дисциплины «Методы моделирования свойств композиционных материалов» соответствует требованиям ГОСТ по специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов».


^ 3.2 Цели и задачи дисциплины применительно к конкретной специальности


Цель преподавания дисциплины – сформировать у студентов определенную систему знаний и навыков по методам экспериментального и математического моделирования и оптимизации материалов и процессов в постановке и решении задач, связанных с особенностью формирования комплекса упруго- прочностных свойств, деформирования и разрушения композиционных материалов. Освоение практических навыков компьютерного моделирования в постановки задач, построения модели.

Указанная цель достигается за счет изучения основных теоретических положений разделов механика композитов, механика разрушения, прочностное проектирование композитов, существующих модельных представлений о структуре композиционных материалов.

Изучение дисциплины проводится с применением средств и методов математического описания, конечных элементов, геометрического синтеза основ теории подобия.


^ 3.3 Место дисциплины в учебном плане


Дисциплина «Методы моделирования свойств композиционных материалов» опирается на разделы:

- физики (основы теории упругости, физическая химия полимеров, теория сплошных сред);

- высшей математики (математический анализ, дифференциальное и интегральное исчисление, теория вероятности, математическая статистика);

- конструкционные и волокнистые функциональные материалы;

- строительная механика и оптимизация свойств композитов.

Данная дисциплина является одним из основных курсов дисциплин специализации студентов специальностей: 121000 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов», 150601 «Материаловедение и технология новых материалов».

Изучается в 9 семестре после сдачи зачетов и экзаменов по общенаучным и общетехническим дисциплинам.


^ 3.4 Требования к знаниям, умениям и навыкам


В результате изучения данной дисциплины студенты должны:

знать:

  • теоретические основы формирования свойств композиционных материалов;

  • основные принципы построения экспериментальных и математических моделей различных микронеоднородных систем;

  • основные методы моделирования микронеоднородных систем;

  • аналитическое описание вязкоупругого поведения, ползучести и старения КМ;

  • основные положения теории перколяции;

  • основы фрактально-кластерной теории.


иметь навыки и уметь решать прикладные задачи по гомогенизации микронеоднородных сред с применением существующих моделей, определять точность осредненного описания среды, применять различные математические модели для прогнозирования вязко-упругих характеристик проектируемых материалов, применять практические навыки компьютерного моделирования, четко формулировать задачу, выбирать концепцию расчета.


4 Содержание дисциплины и условия ее реализации


^ 4.1 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

4.1.1 Паспорт дисциплины

Кафедра

Физики и технологии композиционных материалов


Дисциплина

ДС 01.2 «Методы моделирования свойств композиционных материалов»


Статус дисциплины обязательная


Специальность

150500 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов»

Форма обучения очная


Общий объем дисциплины 85 часов


Распределение по семестрам

Семестр

Учебные занятия

Число курсовых проектов (КП),

курсовых работ (КР),

расчетных заданий (РЗ)

Форма итоговой аттестации

Общий объем

аудиторные

СРС

всего

лекции

лабораторные занятия

практические занятия (семинары)

9




34

17

17




51

РЗ

зачет

Всего

85

34

17

17




51









^ 4.1.2 Виды и содержание занятий по дисциплине

4.1.2.1 Лекции (9 семестр – 17 часов)


Модуль 1.

Тема 1. Основные понятия теории систем (2 часа).

Основные понятия и определения теории систем. Концепция моделирования. Понятие элемента, как простейшей неделимой части системы. Подсистемы и виды связи, целесообразность поведения подсистемы. Иерархические структуры, их развитие. Понятие модели. Основные принципы построения модели.

Литература [1,2,4,5].


^ Тема 2. Организация процесса принятия решений (2 часа).

Уровни сложности принимаемого решения или слоя. Многоуровневая структуризация процессов принятия решений. Классификация систем в зависимости от решаемой задачи. Закономерности целостности и физической аддитивности. Коммуникативность. Закон «необходимого разнообразия»

У.Р.Эшби, закономерность потенциальной эффективности.

Литература [1-5].


Модуль 2.

Тема 3. Методы моделирования систем (2 часа).

Классификация методов моделирования. Проблема принятия решений, роль систем и системного анализа в выборе метода моделирования. Обоснование целевой или критериальной функции. Методы формализованного представления функции, имитационное динамическое и ситуационное моделирование. Классификация Ф.Е. Темникова.

Литература [1,3,4,7,8].


^ Тема 4. Экспериментальное моделирование (1 час).

Планирование эксперимента. Вероятность и стохастичность. Достоверность полученных результатов.

Литература [2,5].


^ Тема 5. Гомогенизация микронеоднородных сред (2 часа).

Осредненное описание композитов. Уравнения для расчета эффективных характеристик. Обоснование корректности и оценка точности осредненного описания.

Литература [7,8,9-11].


Модуль 3.

Тема 6. Моделирование композиционных материалов (4 часа).

Верхние и нижние оценки эффективных постоянных. Приближения в области малых и больших концентраций наполнителей, некоторые точные результаты. Модели самосогласования. Вычислительные методы механики композитов.

Литература [7,8,9-15].


^ Тема 7. Применение фрактально-кластерной теории и теории перколяции для моделирования свойств композитов (4 часа).

Понятие фрактала, фрактальная размерность, геометрические фракталы. Фигуры Коха. Условия существования и устойчивости фрактальной структуры. Теория перколяции. Фрактальные структуры в дисперсно-наполненных материалах.

Литература [7,8].


^ 4.1.2.2 Лабораторные работы (17 часов)


1. Моделирование моды разрушения слоистого композита в различных режимах нагружения (4 часа).

С помощью пакета прикладных программ COSMOS M с имитировать напряженное состояние конструкции типа оболочка вращения, задать тип конечного элемента и разбить поверхность оболочки на N элементов. Варьируя видом и величиной нагрузки смоделировать механизм разрушения. Сопоставить с известными результатами экспериментальных исследований.

Литература: [9-17]


^ 2. Построение элементарной геометрической модели дисперсно-наполненного композиционного материала (5 часов).

Взяв за основу алгоритм модели Лущейкина для наполнителей известной формы, с учетом геометрических параметров микронеоднородной среды, построить модель в трехмерном пространстве распределения дисперсных наполнителей в зависимости от степени наполнения. Рассчитать упруго-прочностные характеристики. Оценить адекватность построенной модели.

Литература: [78,9-17]


^ 3. Геометрические фракталы (4 часа).

Построить геометрический фрактал. Описать закон построения данного фрактала. Рассчитать фрактальную размерность полученного фрактала и объем.

Литература: [7,8]


^ 4. Расчет электропроводности наполненных полимеров по теории перколяции (4 часа).

По данным характеристикам компонентов системы рассчитать по модели электропроводность композиции. Выявить зависимость электропроводности от степени наполнения композиции.

Литература: [78,9-17]


^ 4.1.2.3 Расчетное задание (21 час).


Расчетное задание выполняется с целью закрепления, углубления и обобщения знаний, полученных студентами во время лекционных и лабораторных занятий. Он должен научить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, оригинальными статьями, сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе обучения.

При выполнении расчетного задания особое внимание уделяется самостоятельному творчеству студента с целью развития его инициативы в решении технических и организационных задач, а также детального и творческого анализа существующих материалов и методов моделирования.

Тематика расчетных заданий изменяется исходя из приоритетных научно-исследовательских задач стоящих перед коллективом кафедры. Однако основная направленность заданий не изменяется.

Постановка расчетной задачи:

Исходными данными являются тип связующего, наполнителя, его геометрическая форма, вид пластика (слоистый, дисперсно-наполненный и.т.д.). Задача студента заключается в применении традиционного метода моделирования для прогнозирования упруго-прочностных свойств композитной структуры, сравнения полученных результатов с экспериментальными данными и оценка степени адекватности модели. В заключении студент должен отметить недостатки рассмотренной модели применительно к композиционным материалам и предложить варианты корректировки модели.

Задачи отличаются типом конструкции и условиями эксплуатации.

Например: Оценить упруго-прочностные характеристики дисперсно- наполненного композита с применением вариационного метода Хашина-Штрикмана, опираясь на принцип мультипликативности. В качестве материала матрицы рассмотреть эпоксидное связующее марки ЭХД –МК наполненную стеклянными микросферами, диаметр которых равен 60 мкм, а степень наполнения 25 объемных процентов.

В качестве базовых моделей рекомендуется рассматривать: правило смеси, три модификации модели Лущейкина, вариационные методы Хашина-Штрикмана, модели согласования, континуальную модель композита, модель Фойхта и другие.

Выполнение расчетного задания проводится в три этапа:

^ 1 Этап (5 часов).

Выполнение первого этапа предусматривает теоретическую проработку материала по существу вопроса, определить целевую функцию (прочность, модуль упругости при растяжении или сдвиге, деформативность и.т.д.), оценить факторы, влияющие на целевую функцию. Сформировать абстрактную модель. Исходя из вышесказанного, определиться с выбором базовой модели, наиболее отвечающей исходным данным и целевой функции.

^ Литература: [1-8]


2 Этап (5часов).

Выполнение второго этапа предусматривает оценку соответствие исходных данных составу воспроизводимых характеристик по выбранной модели, составу параметров, изменение которых должно влиять на целевую функцию, определение области изменения параметров, оценку точности предполагаемых результатов.

^ Литература: [1-8]


3 Этап (11 часов).

Расчет характеристик проектируемого материала по выбранной модели, корреляция данных с экспериментальными данными, определения коэффициента корреляции, заключение об адекватности модели. Рекомендации по повышению эффективности применяемой модели.

Литература: [9-17]


^ 4.1.2.4 Самостоятельная работа (51 час)


1. Подготовка к очередным занятиям (10 часа).

Предусматривает проработку лекционного материала, обзор литературы и оригинальных статей по существу вопросов рассматриваемых на лекциях. Элемент творчества заключается в проработке материала не рассматриваемого на лекции, но близкого по тематике, с применением дополнительной литературы и обзора сайтов Интернета по интересующим вопросам.

Литература: [1-17]


^ 2. Подготовка к лабораторным работам (10 часов).

Подготовка к лабораторным занятиям заключается в проработке теоретического материала по теме занятия с применением основной и дополнительной литературы. Приветствуется проработка студентом оригинальных статей с результатами аналогичных исследований. Ознакомление с методом моделирования, с применяемым программным обеспечением.

Литература: [1-8]


^ 3. Подготовка к контрольным работам (10 часов).

Подготовка к контрольным работам заключается в проработке теоретического и практического материала по тематике соответствующих модулей, в формировании основных концепций по каждому направлению, в умении логического построения суждения по определенным вопросам и формирования ответа даже на вопросы, не рассматриваемые на лекционных и практических занятиях, но близких по тематике.

Литература: [1-8]


^ 4. Выполнение расчетного задания (21 час).

Предусматривает поэтапное выполнение студентом поставленной задачи с применением всех необходимых аналитических и экспериментальных данных по соответствующей тематике.

Литература: [1-17]


^ 4.1.3 Формы и содержание текущей аттестации и итоговой оценки по дисциплине

Форма итоговой аттестации: 9 семестр – зачет.

Содержание итоговой и промежуточной аттестации раскрывается в комплекте контролирующих материалов, предназначенных для проверки соответствия уровня подготовки по дисциплине требованиям ГОС ВПО и СТП.

Контролирующие материалы по дисциплине содержат:

  • тесты итогового контроля знаний по дисциплине;

  • тесты текущего контроля знаний по дисциплине.

Комплект контролирующих материалов приведен в приложении настоящего стандарта.

Оценка индивидуальной деятельности студентов по дисциплине складывается из следующих видов работ (максимальное число баллов – 100, или в долях единицы –1):

Оценка индивидуальной деятельности студентов по дисциплине складывается из следующих видов работ (максимальное число баллов – 100, или в долях единицы –1):

^ 9 учебный семестр:

выполнение лабораторных работ (4 работы) – от 0 до 100 баллов удельный вес каждой 0,05;

выполнение двух контрольных работ (тестов) – от 0 до 100 баллов, удельный вес каждой -0,05;

выполнение расчетного задания – удельный вес ^ 0,3

сдача зачета – максимум 100 баллов, удельный вес -0,4.

Рейтинговая система оценки учебной работы студента осуществляется в соответствии с существующим в университете Положением о модульно-рейтинговой системе АлтГТУ.

Рейтинг студента определяется в каждом семестре 3 раза: перед 1 и 2 аттестациями и перед экзаменом или зачетом; максимальная сумма баллов составляет 100.

Итого, конечный рейтинг определяется по формуле:

,

Где R – итоговый рейтинг за семестр, Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – удельный вес контрольной точки.

Шкала оценки знаний студентов определяется по следующей схеме:

  • «превосходно» 95-100 баллов;

  • «отлично» 83-94 балла;

  • «почти отлично» 75-82 балла;

  • «более чем хорошо» 69-74 балла;

  • «хорошо» 56-68 баллов;

  • «недостаточно хорошо» 50-55 баллов;

  • «более чем удовлетворительно» 44-49 баллов;

  • «удовлетворительно» 31-43 балла;

  • «малоудовлетворительно» 25-30 баллов;

  • «более чем неудовлетворительно» 19-24 балла;

  • «неудовлетворительно» 6-18 баллов;

  • «нет знаний» 0-5 баллов.

Связь рейтинга студента с итоговой оценкой по дисциплине:


Рейтинг студента в баллах

Оценка

0 – 24

неудовлетворительно

25 – 49

удовлетворительно

50 – 74

хорошо

75 – 100

отлично



^ 4.1.3.1 График контроля


9 семестр


Модуль

Контрольные

испытания

Время

проведения

Вес

в итоговом

рейтинге


Примечание

Модуль 1

ЗР 1

4 неделя

0,05






Модуль 2



КР 1



7 неделя



0,05

2 вопроса -30 баллов,

1 вопрос-40 баллов

ЗР 2

8 неделя

0,05






Модуль 3


КР 2


15 неделя


0,05

2 вопроса -30 баллов,

1 вопрос-40 баллов

ЗР 3

12 неделя

0,05




ЗР 4

16 неделя

0,05




Защита расчетного

задания


17 неделя


0,3




Зачет

(по темам 1-7)


сессия


0,4

2 вопроса – 30 баллов,

1 вопрос- 40 баллов



^ 4.1.4 Учебно-методические материалы по дисциплине


Основная литература

  1. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука,1980,631 стр. – 35 шт.

  2. Теория и техника физического эксперимента / под. Ред. В.К.Щукина.- М.: Энергоатомиздат,1985. – 250 стр.-10 шт.

  3. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука,1980. – 198 стр., 25 шт.

  4. Математическое моделирование технологических процессов и метод обратных задач / А.Н.Тихонов, В.Д. Кальнер М.: Машиностроение,1990.264 стр.- 15 шт.

  5. Ахназарова С.П., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: ВШ,1976. 200 стр., 10 шт.

  6. Справочник по композиционным материалам в 2-х кн. Под ред. Дж. Любина. Пер. с англ. А.Б.Геллера и др. Под ред. Б.Э.Геллера.- М.: Машиностроение, 1988. – 30 шт.

  7. Принципы создания композиционных полимерных материалов / А.А.Берлин, С.А.Вольфсон, В.Г.Ошмян, Н.С.Ениколопов. М.: Химия, 1990.- 5 шт.

  8. Фудзе Т., Дзако М. Механика разрушения КМ. Пер.с япон. - М.: Мир, 1982-232с.-2 шт.


Дополнительная литература


  1. Handbook of Composites G. Lubin – M.: Машиностроение, 1988.–584с.- 30 шт.

  2. Буланов И.М., Воробей В.В. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998.- 516с.- 30 шт.

  3. Протасов В.Д. Особенности проектирования и создания изделий из композиционных материалов – Ж.ВХО им. Д.И. Менделеева, 1978, №3 с.289-293.- 1 шт.

  4. КМ. Разрушение и усталость. Редактор Л. Браутман т.5. Мир, 1 – 10 шт.

  5. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций. - М.: Наука, 1966 - 752 с.- 10 шт.

  6. Композиционные материалы:Справочник. В.В.Васильев, Д.В.Протасов, В.В.Болотин и др. Под ред. В.В.Васильева, Ю.М.Тарнопольского. М.: Машиностроение, 1990.- 30 шт.

  7. Композиционные материалы: Справочник под ред. Д.М.Карпиноса/ Наукова думка, Киев, 1985. – 15 шт.

  8. Механика КМ. Редактор Дж.Сендецки, Пер. с англ. под ред. Ильюшина А.А., Победря Б.Е. - М.: Мир, 1978, 2 том.- 10 шт.

  9. Кравчук А.С., Майборода В.П. Механика полимерных и КМ - М.: Наука. 1985 - 304 с.- 5 шт.



^ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ДИСЦИПЛИНЫ

для специальности 150502 «Конструирование и производство изделий из композиционных материалов»

на 8 семестр
^

ГРАФИК УЧЕБНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ




Наименование вида работ
^

Номер недели


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

1 Аудиторные занятия:




















































– Лекции

(номер темы)




1




2




3




4/5




5/6




6




7




7




– Лабораторные занятия

(номер занятия)





1





1





2





2





3





3





4





4




– Практические занятия




















































– Семинарские занятия




















































^ 2 Самостоятель-ная работа:




















































– Курсовой проект (КП)




















































– Курсовая работа (КР)





















































– Расчетное задание

(этап)











1





1





2





2





3


3


3


3







– Другие виды СРС

(номер / часы)








1/2


1/2



2/1


3/5


2/1,5


1/2






2/2,5


1/2



2/2,5


1/2



3/5


2/2,5







^ 3 Формы текущей аттестации:




















































– Коллоквиум (КЛ)




















































– Контрольная работа (КР)



















КР 0,05






















КР 0,05







– Контрольный опрос (КО)




















































– Защита лабораторной работы (ЗР)










ЗР

0,05










ЗР 0,05










ЗР 0,05










ЗР

0,05




4 Формы

итоговой

аттестации














































РЗ

0,3

З

0,4


Лист согласования рабочей программы


Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину

Ведущая кафедра

Предложения об изменениях в пропорциях материала, порядка изложения и т.д.

Подпись заведующего кафедрой

1

2

3

4

Механика КМ

ФиТКМ

Замечаний нет




САПР

конструкций из КМ

ФиТКМ

Замечаний нет




Конструкционные

Волокнистые КМ

ФиТКМ

Замечаний нет






^ 4.2 Использование технических средств обучения и вычислительной техники. Программное обеспечение дисциплины


При чтении лекционного материала используются ЭВМ и программное обеспечение для отображения слайдов.

В качестве дополнительной литературы в ходе обучения рекомендован курс лекций по дисциплине «Методы моделирования свойств композиционных материалов» в электронном виде.

В качестве демонстративного материала по анализу напряженного состояния и для развития навыков формирования различных схем армирования используется компьютерная программа Cosmos (в основе которой лежит метод конечных элементов)

При решении практических задач по курсу «Методы моделирования свойств композиционных материалов » студенты используют компьютерную систему анализа и проектирования многослойных цилиндрических оболочек и пластин разработанную институтом композитных технологий (г. Москва).


^ 4.3 Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине


Для обеспечения выполнения студентами курсового проекта и самостоятельного изучения теоретических вопросов предложена основная и дополнительная литература, курс лекций по дисциплине в электронном виде.

Для решения индивидуальных заданий на лабораторных занятиях рассматриваются типовые модели, проводятся консультации не реже 1 раз в 2 недели.

Для подготовки к практическим занятиям по дисциплине используется основная и дополнительная литература, а также программы разработанные студентами или готовые пакеты прикладных программ.

Для подготовки к контрольным работам используется основная и дополнительная литература, конспекты лекций.


^ 4.4 Элементы научного поиска при изучении дисциплины

При изучении дисциплины используются следующие формы и методы привлечения студентов к самостоятельной творческой деятельности:

  • элементы творчества являются обязательными при выполнении индивидуальных расчетных заданий, по которым студенты используют справочную и периодическую литературу по тематике курса; тематикой индивидуальных заданий предусматриваются реальные композитные системы, применяемые в аэрокосмической, медицинской, оборонной отрасли, судостроении, автомобилестроении и реальные условия их работы;

  • желающим студентам в качестве дополнительной творческой работы предлагается реферирование научной и периодической литературы по наиболее сложным и актуальным темам дисциплины;

  • Приветствуется написание программ по разработанным алгоритмам моделирования различных материалов студентами и/или аспирантами.



Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ______________ Е.С. Ананьева

должность подпись инициалы и фамилия


^ Стандарт согласован:


Зав. кафедрой ФиТКМ ______________ В.Б. Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Председатель ФКМКО _______________ Ю.А. Осокин

должность подпись инициалы и фамилия


Декан ФИТиБ ______________ В.Б. Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


Начальник ОМКО АлтГТУ ______________ Н.П. Щербаков

должность подпись инициалы и фамилия


^ ПРИЛОЖЕНИЕ А

Контролирующие материалы по дисциплине

«Методы моделирования свойств композиционных материалов»


Вопросы текущего контроля знаний


  1. Принципы построения и свойства моделей.

  2. Понятие адекватности модели.

  3. Сложность модели.

  4. Вероятностный подход к моделированию процессов.

  5. Статистические модели.

  6. Регрессионный анализ.

  7. Аналитические методы моделирования.

  8. Имитационные методы моделирования.

  9. Экспериментальные методы моделирования.

  10. особенности моделирования микронеоднородных систем.

  11. Виды целевых функций при моделировании свойств композиционных материалов.

  12. Плоские континуальные модели композиционного материала.

  13. Оценка эффективных модулей с применением вариационных методов.

  14. Методы самосогласования.

  15. Понятие фрактала. Фрактальная размерность.

  16. Фигуры Коха. Объем геометрического фрактала. Закон построения.

  17. Применение фрактального анализа для моделирования свойств высоконаполненных композиционных материалов.

  18. Моделирование структур с комбинированным наполнением.

  19. Физическая дискретизация и ее применение в структуре композита.

  20. Континуальные модели повреждаемых композитов и их построение на основе структурных представлений.

  21. Применение метода Монте-Карло для моделирования геометрии наполненных полимеров.

  22. Моделирование напряженного состояния в окрестности включения в полимере.

  23. Достоинства и недостатки существующих математических моделей для прогнозирования свойств композиционных материалов.

  24. Применение теории перколяции для моделирования теплопроводности и электропроводности.


Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ______________ Е.С. Ананьева

должность подпись инициалы и фамилия


Зав. кафедрой ФиТКМ ______________ В.Б. Маркин

должность подпись инициалы и фамилия

Вопросы итогового контроля знаний


  1. Основные понятия и определения теории систем.

  2. Концепция моделирования.

  3. Понятие элемента, как простейшей неделимой части системы. Подсистемы и виды связи, целесообразность поведения подсистемы.

  4. Иерархические структуры, их развитие. Понятие модели. Основные принципы построения модели.

  5. Уровни сложности принимаемого решения или слоя.

  6. Многоуровневая структуризация процессов принятия решений. Классификация систем в зависимости от решаемой задачи.

  7. Закономерности целостности и физической аддитивности. Коммуникативность.

  8. Закон «необходимого разнообразия» У.Р.Эшби, закономерность потенциальной эффективности.

  9. Классификация методов моделирования. Проблема принятия решений, роль систем и системного анализа в выборе метода моделирования. Обоснование целевой или критериальной функции.

  10. Методы формализованного представления функции, имитационное динамическое и ситуационное моделирование. Классификация Ф.Е. Темникова.

  11. Планирование эксперимента. Вероятность и стохастичность. Достоверность полученных результатов.

  12. Осредненное описание композитов.

  13. Уравнения для расчета эффективных характеристик. Обоснование корректности и оценка точности осредненного описания.

  14. Верхние и нижние оценки эффективных постоянных. Приближения в области малых и больших концентраций наполнителей, некоторые точные результаты.

  15. Модели самосогласования.

  16. Вычислительные методы механики композитов.

  17. Понятие фрактала, фрактальная размерность, геометрические фракталы. Фигуры Коха.

  18. Условия существования и устойчивости фрактальной структуры.

  19. Теория перколяции.

  20. Фрактальные структуры в дисперсно-наполненных материалах.



Разработчик:

Доцент кафедры ФиТКМ ______________ Е.С. Ананьева

должность подпись инициалы и фамилия


Зав. кафедрой ФиТКМ ______________ В.Б. Маркин

должность подпись инициалы и фамилия


^ ПРИЛОЖЕНИЕ Б


Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова

Памятка для студентов группы ПКМ - 21 по изучению дисциплины

«Методы моделирования свойств композиционных материалов»

Составил Ананьева Е.С. Утверждаю

Зав. кафедрой Маркин В.Б.

«__»___________ 200 года


^ 1.Содержание дисциплины

В 9 семестре начинается изучение дисциплины «Методы моделирования свойств композиционных материалов». На рассмотрение предлагаются следующие темы:

Модуль 1.

Тема 1. Основные понятия теории систем.

Основные понятия и определения теории систем. Концепция моделирования. Понятие элемента, как простейшей неделимой части системы. Подсистемы и виды связи, целесообразность поведения подсистемы. Иерархические структуры, их развитие. Понятие модели. Основные принципы построения модели.

^ Тема 2. Организация процесса принятия решений.

Уровни сложности принимаемого решения или слоя. Многоуровневая структуризация процессов принятия решений. Классификация систем в зависимости от решаемой задачи. Закономерности целостности и физической аддитивности. Коммуникативность. Закон «необходимого разнообразия»

У.Р.Эшби, закономерность потенциальной эффективности.

Модуль 2.

Тема 3. Методы моделирования систем.

Классификация методов моделирования. Проблема принятия решений, роль систем и системного анализа в выборе метода моделирования. Обоснование целевой или критериальной функции. Методы формализованного представления функции, имитационное динамическое и ситуационное моделирование. Классификация Ф.Е. Темникова.

^ Тема 4. Экспериментальное моделирование.

Планирование эксперимента. Вероятность и стохастичность. Достоверность полученных результатов.

Тема 5. Гомогенизация микронеоднородных сред.

Осредненное описание композитов. Уравнения для расчета эффективных характеристик. Обоснование корректности и оценка точности осредненного описания.

Модуль 3.

Тема 6. Моделирование композиционных материалов.

Верхние и нижние оценки эффективных постоянных. Приближения в области малых и больших концентраций наполнителей, некоторые точные результаты. Модели самосогласования. Вычислительные методы механики композитов.


^ Тема 7. Применение фрактально-кластерной теории и теории перколяции для моделирования свойств композитов.

Понятие фрактала, фрактальная размерность, геометрические фракталы. Фигуры Коха. Условия существования и устойчивости фрактальной структуры. Теория перколяции. Фрактальные структуры в дисперсно-наполненных материалах.


^ 2. Литература (полный список у преподавателя)


  1. Бахвалов Н.С. Численные методы. М.: Наука,1980,631 стр. – 35 шт.

  2. Теория и техника физического эксперимента / под. Ред. В.К.Щукина.- М.: Энергоатомиздат,1985. – 250 стр.-10 шт.

  3. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука,1980. – 198 стр., 25 шт.

  4. Математическое моделирование технологических процессов и метод обратных задач / А.Н.Тихонов, В.Д. Кальнер М.: Машиностроение,1990.264 стр.- 15 шт.

  5. Ахназарова С.П., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.: ВШ,1976. 200 стр., 10 шт.

  6. Справочник по композиционным материалам в 2-х кн. Под ред. Дж. Любина. Пер. с англ. А.Б.Геллера и др. Под ред. Б.Э.Геллера.- М.: Машиностроение, 1988. – 30 шт.

  7. Принципы создания композиционных полимерных материалов / А.А.Берлин, С.А.Вольфсон, В.Г.Ошмян, Н.С.Ениколопов. М.: Химия, 1990.- 5 шт.

  8. Фудзе Т., Дзако М. Механика разрушения КМ. Пер.с япон. - М.: Мир, 1982-232с.-2 шт.



^ 3. График контроля


9 семестр


Модуль

Контрольные

испытания

Время

проведения

Вес

в итоговом

рейтинге


Примечание

Модуль 1

ЗР 1

4 неделя

0,05






Модуль 2



КР 1



7 неделя



0,05

2 вопроса -30 баллов,

1 вопрос-40 баллов

ЗР 2

8 неделя

0,05






Модуль 3


КР 2


15 неделя


0,05

2 вопроса -30 баллов,

1 вопрос-40 баллов

ЗР 3

12 неделя

0,05




ЗР 4

16 неделя

0,05




Защита расчетного

задания


17 неделя


0,3




Зачет

(по темам 1-7)


сессия


0,4

2 вопроса – 30 баллов,

1 вопрос- 40 баллов



Примечание: 1. Любая контрольная точка, выполненная после срока без уважительной причины, оценивается на 10 % ниже. Максимально возможная оценка 90 баллов.

2. К экзамену допускаются студенты, имеющие не более одной задолжности по контрольным точкам и пропустившие не более двух лекций, защитившие расчетное задание не ниже 30 баллов.

^ 3. Возможно получение зачета «Автоматом» если семестровый рейтинг студента не ниже 75 баллов.


4. Шкала оценок и правила вычисления рейтинга


В АлтГТУ принята 100-бальная шкала оценок. Именно эти оценки учитываются при подсчете рейтингов, назначении стипендии и в других случаях. Соответствие оценок устанавливается следующим образом: 75 и выше баллов – «отлично», 50-74 балла -«хорошо», 25-49 баллов –«удовлетворительно», менее 25 баллов – «неудовлетворительно».

выполнение лабораторных работ (5 работы) –от 0 до 100 баллов удельный вес каждой 0,06;

выполнение двух контрольных работ (тестов) – от 0 до 100 баллов, удельный вес каждой -0,05; выполнение расчетного задания – удельный вес 0,3

сдача экзамена – максимум 100 баллов, удельный вес -0,3.

Рейтинговая система оценки учебной работы студента осуществляется в соответствии с существующим в университете Положением о модульно-рейтинговой системе АлтГТУ.

Рейтинг студента определяется в каждом семестре 3 раза: перед 1 и 2 аттестациями и перед экзаменом или зачетом; максимальная сумма баллов составляет 100.

Рейтинг студента определяется в каждом семестре 3 раза: перед 1 и 2 аттестациями и перед экзаменом или зачетом; максимальная сумма баллов составляет 100.

Итого, конечный рейтинг определяется по формуле:

,

Где R – итоговый рейтинг за семестр, Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – удельный вес контрольной точки.

^ 5. Возможность повышения рейтинга

Для студентов с высоким текущим рейтингом по их желанию может быть организовано углубленное изучение предмета, выдано дополнительной задание. В этом случае проводится дополнительный контроль: решение задач (контрольная работа, олимпиада), защита реферата. После проведения такого контроля (с оценкой R*), текущий рейтинг пересчитывается:

R*т = Rт + (100 – Rт) ( R* -50)/100


Деканат, учитывая рейтинг студента по каждой дисциплине, вычисляет комплексные рейтинги, вывешивает рейтинг-листы специальности, курса, факультета.





Скачать 403.15 Kb.
оставить комментарий
Дата13.03.2012
Размер403.15 Kb.
ТипОбразовательный стандарт, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх