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 17.736.1210-2004

СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального образования АлтГТУ.

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«МЕХАНИКА 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 1

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 2

3.4 Требования к знаниям и умениям 3

4 Содержание дисциплины и условия ее реализации 4

4.1 Рабочая программа дисциплины 4

4.2 Использование технических средств обучения и вычислительной 16

техники. Программное обеспечение дисциплины

4.3 Организация самостоятельной работы студентов по дисциплине 16

4.4 Элементы научного поиска при изучении дисциплины 17

Приложение А «Контролирующие материалы по дисциплине» 18

Приложение Б Памятка по изучению дисциплины 19


^ СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ




Система менеджмента качества

Образовательный стандарт

высшего профессионального

образования АлтГТУ. Введен

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ впервые

^ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Механика 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 «Механика 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 «Механика композиционных материалов» является одним из фундаментальных курсов специальной подготовки студентов, читается в 6 учебном семестре, в лекционном объеме 34 часов.

Содержание дисциплины «Механика 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 в постановке и решении задач, связанных с особенностью формирования комплекса упруго- прочностных свойств, деформирования и разрушения композиционных материалов.

Указанная цель достигается за счет углубленного изучения теоретических положений разделов механика композитов, механика разрушения, прочностное проектирование композитов.

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 «Механика 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);

- сопротивление материалов.

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

Изучается в 6 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:

  • основные физико-механические свойства компонентов композиционного материала, принципы их совмещения, классификацию КМ по назначению

  • механизмы формирования упруго-прочностных свойств КМ;

  • аналитическое описание вязкоупругого поведения, ползучести и старения КМ;

  • Механизмы разрушения КМ и факторы их определяющие.


иметь навыки и уметь решать прикладные задачи по расчету прочности и эффективных модулей упругости КМ, моделировать напряженные состояния для различных структур при статическом и динамическом нагружении, анализировать возможные механизмы разрушения и нивелировать распространение поврежденности по структуре материала.


4 Содержание дисциплины и условия ее реализации


^ 4.1 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

4.1.1 Паспорт дисциплины

Кафедра

Физики и технологии композиционных материалов


Дисциплина

СД 02.2 «Механика 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)

6




51

34

17




34

РЗ

экзамен

Всего

85

51

34

17




34








^ 4.1.2 Виды и содержание занятий по дисциплине

4.1.2.1 Лекции (6 семестр – 34 часа)


Модуль 1.

Тема 1. Определение композиционного материала с позиции механики сплошных сред. Классификация композиционных материалов (2часа).

Определение композиционного материала с позиции механики сплошных сред. Классификация композиционных материалов. Напряжения. Тензор напряжения. Деформация. Тензор деформации. Объемная деформация. Инвариант деформированного состояния.

^ Литература: [1-4]


Тема 2. Анизотропия упруго-прочностных свойств и конструкционная прочность(2 часа).

Анизотропия и конструкционная прочность. Анизотропия деформации. Анизотропия упругих свойств. Тензора упругости для возможных видов макроскопической симметрии. Эффективная реализационная прочность.

^ Литература: [5-8]


Тема 3. Методы определения упругих и прочностных характеристик сложных систем (2 часа).

"Правило смесей" - практически применяемый подход по определению модуля упругости и прочности композиции, исходя из заданных характеристик компонентов, составляющих материал. Оценка значений верхней и нижней границе модуля упругости энергетическим методом. Вариационные методы.

^ Литература: [6,8,10]


Модуль 2.

Тема 4. Особенности деформирования вязко-упругих материалов(2 часа).

Виды деформации. Девиатор напряжения. Пластическая деформация. Условия текучести Треска и Мизеса. Теория линейной вязкоупругости. Спектр времен релаксации. Тангенс механических потерь.

^ Литература: [7,11]


Тема 5. Основы прочности полимерных композитов (2 часа).

Прочность не наполненных полимеров. Термофлуктуационная природа прочности. Прочность наполненных полимерных материалов. Характеристики количественной оценки прочности. Основные задачи теории прочности. Механическая, термодинамическая и кинетическая концепции прочности.

^ Литература: [1-4, 7,10,15]


Тема 6. Линейная и нелинейная механика разрушения (6 часов).

Основные положения механики разрушения. Линейная механика разрушения. Теория Гриффитса. Критическое напряжение. Подход Ирвина, коэффициент концентрации напряжений. Характеристики трещиностойкости материала. Нелинейная механика. Критерий Райса. J- интеграл. Коэффициент раскрытия трещины.

Очаги разрушения. Температурная зависимость кратковременной прочности для некристаллических полимеров.

Нехрупкое разрушение. Условие развития внутренней высокоэластической деформации. Разрушение в высокоэластичном состоянии.

^ Литература: [6,11,12]


Модуль 3.

Тема 7. Основы прочности композиционных материалов на основе непрерывных волокон (8 часов).

Основные критерии прочности армированных материалов. Прочность слоя. Физические характеристики, влияющие на прочность слоя. Виды разрушения слоя: продольное растяжение (сжатие), поперечное растяжение (сжатие), сдвиг.

Методы сопротивления материалов. Статистические методы. Теория накопления повреждений Розена. Неэффективная длина. Феноменологические методы.

Понятие сложного напряженного состояния. Анизотропия и прочность. Понятие монолитности. Критерии перехода от одного механизма разрушения к другому. Прочность пучка волокон. Протяженные дефекты. Возможность применения теории Гриффитcа для оценки прочности композиционных материалов. Влияние дефекта на снижение прочности при различных видах нагружения. Оценка трансверсальной прочности материала с помощью коэффициентов концентрации. Соотношение прочности компонентов материала с трансверсальной прочностью всего материала.

Литература: [1-4,6]


Модуль 4.

Тема 8. Уравнение состояния и поведение композитов во времени (2 часа).

Понятие вязкоупругости, варианты ее появления. Отклик тела на внешние воздействия. Условие "нестарения". Материалы с памятью. Уравнение состояние линейного вязкоупругого тела.

^ Литература: [11-14]


Тема 9. Ползучесть и длительная прочность соединений из композиционных материалов (2 часа).

Понятие ползучести, предела ползучести. Предел прочности при ползучести. Ядро ползучести. Теория старения. Теория упрочнения. Теория наследственности. Концентрация напряжений около отверстий в условиях ползучести.

^ Литература: [14,15]


Модуль 5.

Тема 10. Метод конечных элементов (4 часа).

Расчет композитов методом конечных элементов. Матрица жесткостей. Матрица деформаций перемещений. Макро и микро подход в применении МКЭ для расчета слоистых композиционных материалов.

Литература: [6,11, 14,15]


^ 4.1.2.2 Лабораторные работы (34 часа (17  2 подгруппы))


1. Лабораторные методы испытаний физико-механических характеристик материалов (2 часа).

Изучение методологии исследований физико-механических свойств композиционных материалов. Основные требования к образцам. Ознакомление с соответствующими ГОСТами и стандартами ASTM. Изучение основных конструктивных элементов, оснасток и приспособлений для проведения соответствующих исследований.

Литература: [1-3,6]


^ 2. Изучение механических свойств различных классов волокнистых наполнителей (8 часа).

Экспериментальная оценка прочности, определение модуля упругости по диаграммам нагружения, статистическая обработка результатов. Оценка влияния модификации поверхности на упруго-прочностные свойства.

Литература: [4,6]


^ 3. Изучение физико-механических характеристик полимерных связующих (8 часа).

Механические испытания образцов связующих эпоксидной группы на растяжение, сжатие, изгиб, ударную вязкость, которые получены при различных режимах отверждения. Оценка свойств полимерных матриц методами ДМА и ДТА.

Влияние дисперсных наполнителей на реологические характеристики полимеров.

Литература: [7]


^ 4. Определение коэффициента Пуассона однонаправленных КМ (8 часов).

Механические испытания однонаправленных пластиков. Определяются прочность, упругость, величина продольной и поперечной деформации, коэффициент Пуассона.

Литература: [4,11]


^ 5. Определение упруго-прочностных характеристик КМ в различных направлениях (8 часов).

В ходе механических испытаний, студенты могут наглядно убедиться в различии упруго-прочностных свойств в зависимости от направления приложения нагрузки, подтвердить анизотропность поведения КМ.

Литература: [6,11,13]


^ 4.1.2.3 Расчетное задание (36 часов).


Расчетное задание выполняется с целью закрепления, углубления и обобщения знаний, полученных студентами во время лекционных и практических занятий. Он должен научить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, голограммами, 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 методы упрочнения.

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

Постановка расчетной задачи:

Рассчитать упруго-прочностные характеристики проектируемого композиционного материала для конструкции определенного типа, работающей в заданных условиях эксплуатации.

Задачи отличаются типом конструкции и условиями эксплуатации.

Например: Рассчитать упруго-прочностные характеристики подшипников скольжения из композиционного материала, работающих в условиях высоких температур, радиационного воздействия. Величина давления на подшипник составляет до 100 МПа.

В качестве конструкций рассматриваются: конструкции типа ферма, рамы, балки различного сечения, стержни, пластины, баллоны давления, различные резервуары и оболочки.

Выполнение расчетного задания проводится в три этапа:

^ 1 Этап (10 часов).

На первом этапе задаются геометрия конструкции и технические требования к материалу: величина, направление и характер действующих нагрузок, температура и ресурс эксплуатации, календарный ресурс и т.п. Исходя из этих данных, выбирают тип композита (карбоволокнит, стеклотекстолит, гетероволокнит и т.п.), метод изготовления из него конструкции заданной геометрии (формование, прессование, намотка и т.п.) и технологические требования к материалу. Выбор типа композита позволяет в первом приближении определить по справочнику физико-механические характеристики однонаправленного слоя композита (плотность, модуль упругости, прочность, тепло-физические свойства и т.д.). Затем с учетом свойств выбранного материала, величины и направления действия на материал нагрузок предварительно определяют суммарную толщину слоев и направление ориентации в них волокон.

Литература: [1-4, 12]

2 Этап (12часов).

Второй этап предусматривает: выбор компонентов монослоя материала, определение физико-механических и технологических характеристик монослоя композита; уточнение метода изготовления заданной конструкции и определение режимов формования.

На этом этапе производится уточнение требований к материалу монослоя композита, исходя из технических требований, предъявляемых к материалу конструкции и выбранной схемы армирования. При этом учитывается изменение свойств монослоя за время, равное ресурсу эксплуатации, под влиянием таких факторов, как температура, климатические воздействия, радиация и т.п.

С учетом характера нагружения и вида напряженного состояния монослоя в конструкции, используя уравнения микромеханики композитов, задают такие параметры, как степень армирования, пористость, прочность сцепления волокна со смолой, упруго-прочностные характеристики волокон и матрицы.

После получения требуемых параметров приступают к выбору компонентов монослоя. Определяют вид армирующих волокон, их текстильную форму, вид поверхностной обработки и характеристики поверхности. При этом устанавливают некоторые параметры технологического процесса формования, такие, как шаг и натяжение при намотке и выкладке, допуск на разориентацию и т.п.

Выбор полимерного связующего и определение его технологических характеристик (вязкость, текучесть, скорость отверждения, жизнеспособность) позволяют уточнить метод изготовления детали и назначить технологические режимы формования: давление, температуру, время термообработки, обеспечивающие получение материала с необходимым соотношением компонентов и термостабильностью.

На этом же этапе определяют упруго-прочностные характеристики монослоя в композите путем расчета или испытания однонаправленного материала. Для получения более достоверных данных о характеристиках монослоя, определяемых расчетными методами, следует учитывать такие факторы, как величина эффективной длины волокна в композите, искривления, крутка и разориентация волокон, дисперсия значения их прочности, модули упругости и удлинения.

^ Литература: [1-10]

3 Этап (14часов).

Третий этап предусматривает уточнение схемы армирования с четом реальной толщины монослоя: ориентации и количества монослоев, их расположения по толщине материала. Учитывается требование симметричной ориентации слоев относительно средней плоскости во избежание коробления вследствие термических напряжений, а также максимального удаления от средней плоскости разориентированных слоев для придания конструкции большей жесткости на кручение.

После уточнения схемы армирования и геометрических размеров сечения производится расчет напряжений, действующих в материале конструкции и монослоях, с учетом начальных напряжений, вызванных усадкой при отверждении и разностью коэффициентов термического расширения компонентов и слоев композита. При этом определяются для монослоя действующие напряжения сдвига (межслойного и в плоскости армирования), растяжения, сжатия в осевом и в трансверсальном направлениях, коэффициенты запаса прочности.

Литература: [11-15]


^ 4.1.2.4 Самостоятельная работа (34 часа)

1. Влияние трещиностойкости полимерного композита на

усталостную прочность(4 часа)

Влияние упругости волокон на динамическую и статическую прочность. Влияние прочности матрицы. Измерение тангенса угла механических потерь - метод изучения свойств матрицы в процессе работы композита. Оценка факторов влияющих на протекание деструктивных процессов в материале.

Литература: [1-5, 10-15.]


^ 2. Подготовка к лабораторным работам (8 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 исследования, с применяемым оборудованием. Ознакомление с соответствующим ГОСТом на метод исследования.

Литература: [5, 7, 8, 13]


^ 3. Подготовка к контрольным работам (4часов).

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, 2, 3, 4.]


^ 4. Выполнение расчетного задания (18часов).

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

Литература: [1, 2, 15, 14.]


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

Форма итоговой аттестации: 6 семестр – экзамен.

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):

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

^ 6 учебный семестр:

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.

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


6 семестр


Модуль

Контрольные

испытания

Время

проведения

Вес

в итоговом

рейтинге


Примечание


Модуль 1

ЗР 1

3 неделя

0,06




КР 1 по темам 1 и 5


6 неделя


0,05


3 задачи

Модуль 2

Модуль 2

ЗР 2

8 неделя

0,06




Модуль 3

ЗР 3

11 неделя

0,06




Модуль 4

ЗР 4

13 неделя

0,06




Модуль 5

КР 2

По темам 6-10


15 неделя


0,05


3 задачи




ЗР 5

16 неделя

0,06




Защита расчетного

задания


17 неделя


0,3




Экзамен

(по темам 1-10)


сессия


0,3

2 вопроса – 30 баллов,

1 вопрос- 40 баллов



^ 4.1.4 Учебно-методические материалы по дисциплине


Основная литература

  1. 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.

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

  3. 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.

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

  5. Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие / Под ред. С.Г.Ксиза, У.В.Милевски. – М.: Химия, 1981.- 5 шт.

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

  7. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. - М.: Химия, 1987 - 400 с.- 2 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.

  10. Победря Б.Е. Механика КМ. - М.: МГ, 1984 - 218 с.- 5 шт.

  11. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. - М.: Мир, 1982 -334 с. – 2 шт.

  12. Куксенко В.П., Гамуш В.П. Микромеханика разрушения полимерных материалов. - Рига: Зинатня, 1978 - 294 с.- 1 шт.

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

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

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



Дополнительная литература

  1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. в 10-и т. Т.VIII. Теория упругости.: учебное пособие - М.: Наука, 1987 - 286 с.- 30 шт.

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

  3. 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.

  4. Биндер П.П., Гершберг М.В. Контроль качества и нормы допустимых дефектов в стеклопластиках. – Л.: Судостроение, 1971. 200с.-3 шт.

  5. Методы испытаний контроля и исследования машиностроительных материалов. Справочное пособие в 3-х томах. Под общей ред. чл.кор.-А.Т.Туманова. Методы исследования не металлических материалов. Том III. Под ред. Б.И.Паншина, Б.В.Перова и М.Я.Шарова. М.: Машиностроение, 1973, 284с.- 5 шт.

  6. Армирующие химические волокна для композиционных материалов. Г.И.Кудрявцев, В.Я.Варшавский, А.М.Щетинин, М.Е.Казаков / Под ред. Акад. Г.И.Кудрявцева. М.: Химия, 1992.

  7. Пластические массы. Научно- технический журнал.

  8. Углеродные волокна и углекомпозиты: Пер с англ./ Под ред. Э.Фитцера.- М.: Мир, 1988.- 5 шт.

  9. Углеродные волокна: пер. с японского./ Под ред. С.Симамуры.- М.: Мир, 1987.-2 шт.

  10. Энциклопедия полимеров. Том 3. – 1 шт.

  11. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам: Пер. с англ./ Под ред. Александрова Н.В.- М.: Энергия, 1973.-415с.- 3 шт.- 5 шт.

  12. Пластики конструкционного назначения./ Под ред. Тростянской Е.Б.- М.: Химия, 1974.с 123,130,139.- 3 шт.

  13. Дмитриева И.А., Михайловская Л.О. Физико-механические испытания химических волокон./ М.: Высшая школа, 1970.-102с.- 1 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

6

6

6

7

7

7

7

8

8

9

10

10

– Лабораторные занятия

(номер занятия)




1




2




2




3




3




4

4

5

5

5




– Практические занятия




















































– Семинарские занятия




















































^ 2 Самостоятель-ная работа:




















































– Курсовой проект (КП)




















































– Курсовая работа (КР)





















































– Расчетное задание

(этап)




1

1

1

1

2

2

2

2

2

2

3

3

3

3

3




– Другие виды СРС

(номер / часы)


4/3


4/3

2/

1,5


4/3


3/2


4/3

2/

1,5


4/3




2/

1,5


4/3


2/1,5


1/2


3/2


2/2


1/2




^ 3 Формы текущей аттестации:




















































– Коллоквиум (КЛ)




















































– Контрольная работа (КР)
















КР 0,05

























КР 0,05







– Контрольный опрос (КО)




















































– Защита лабораторной работы (ЗР)










ЗР

0,06










ЗР

0,06







ЗР 0,06




ЗР 0,06







ЗР

0,06




4 Формы

итоговой

аттестации














































РЗ

0,3

Э

0,3



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

Физика

ФиТКМ

Замечаний нет




Сопротивление материалов

ФиТКМ

Замечаний нет




Физическая химия

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 «Механика 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 «Механика 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 практических занятиях рассматриваются типовые примеры решения задач, проводятся консультации не реже 1 раз в 2 недели.

Для подготовки к практическим занятиям по дисциплине используются:

1. 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.

2. 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.

3. Композиционные материалы: Справочник под ред. Д.М.Карпиноса/ Наукова думка, Киев, 1985.

4. Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие / Под ред. С.Г.Ксиза, У.В.Милевски. – М.: Химия, 1981.

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;


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

«Механика композиционных материалов»


Вопросы итогового контроля знаний


  1. Определение композиционного материала с позиции механики сплошных сред.

  2. Термодинамическая концепция прочности КМ.

  3. Технологические и конструктивные факторы, обеспечивающие совместную работу компонентов КМ.

  4. Кинетическая концепция прочности КМ.

  5. Требования к материалу матрицы при формировании КМ.

  6. Механическая концепция прочности КМ.

  7. Тензор напряжений. Виды напряженного состояния.

  8. Упругое поведение композита.

  9. Упругие модули анизотропных материалов. Определяющие соотношения общего вида.

  10. Эффективная реализационная прочность КМ.

  11. Правило смесей.

  12. Особенности деформирования КМ.

  13. Особенности строения и свойств полимерных композитов.

  14. Метод верхних и нижних границ для определения модуля упругости КМ.

  15. Основные положения теории вязкоупругости.

  16. Анизотропия свойств КМ.

  17. Теория Ячеек.

  18. Основы прочности полимерных материалов.

  19. Обобщенный закон Гука для различных видов симметрии структуры.

  20. Классификация КМ.

  21. Основные положения микромеханики КМ.

  22. Упругие характеристики анизотропного материала.

  23. Основные положения макромеханики композитов.

  24. Функциональное назначение компонентов композиционного материала.

  25. Почему полимербетоны не считаются композитами в классической постановке вопроса.

  26. Влияние схемы армирования на свойства КМ.

  27. Условия текучести для пластичных материалов.

  28. Спектр времен релаксации. Тангенс угла механических потерь.

  29. Динамический модуль упругости.

  30. Анизотропия свойств композиционного материала.



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 - 31 по изучению дисциплины

«Механика композиционных материалов»

Составил Ананьева Е.С. Утверждаю

Зав. кафедрой Маркин В.Б.

«__»___________ 200 года


^ 1.Содержание дисциплины

Модуль 1.

Тема 1. Определение композиционного материала с позиции механики сплошных сред. Классификация композиционных материалов.

Определение композиционного материала с позиции механики сплошных сред. Классификация композиционных материалов. Напряжения. Тензор напряжения. Деформация. Тензор деформации. Объемная деформация. Инвариант деформированного состояния.

^ Тема 2. Анизотропия упруго-прочностных свойств и конструкционная прочность.

Анизотропия и конструкционная прочность. Анизотропия деформации. Анизотропия упругих свойств. Тензора упругости для возможных видов макроскопической симметрии. Эффективная реализационная прочность.

^ Тема 3. Методы определения упругих и прочностных характеристик сложных систем.

"Правило смесей" - практически применяемый подход по определению модуля упругости и прочности композиции, исходя из заданных характеристик компонентов, составляющих материал. Оценка значений верхней и нижней границе модуля упругости энергетическим методом. Вариационные методы.

Модуль 2.

Тема 4. Особенности деформирования вязко-упругих материалов.

Виды деформации. Девиатор напряжения. Пластическая деформация. Условия текучести Треска и Мизеса. Теория линейной вязкоупругости. Спектр времен релаксации. Тангенс механических потерь.

^ Тема 5. Основы прочности полимерных композитов.

Прочность не наполненных полимеров. Термофлуктуационная природа прочности. Прочность наполненных полимерных материалов. Характеристики количественной оценки прочности. Основные задачи теории прочности. Механическая, термодинамическая и кинетическая концепции прочности.

^ Тема 6. Линейная и нелинейная механика разрушения.

Основные положения механики разрушения. Линейная механика разрушения. Теория Гриффитса. Критическое напряжение. Подход Ирвина, коэффициент концентрации напряжений. Характеристики трещиностойкости материала. Нелинейная механика. Критерий Райса. J- интеграл. Коэффициент раскрытия трещины.

Очаги разрушения. Температурная зависимость кратковременной прочности для некристаллических полимеров.

Нехрупкое разрушение. Условие развития внутренней высокоэластической деформации. Разрушение в высокоэластичном состоянии.

Модуль 3.

Тема 7. Основы прочности композиционных материалов на основе непрерывных волокон.

Основные критерии прочности армированных материалов. Прочность слоя. Физические характеристики, влияющие на прочность слоя. Виды разрушения слоя: продольное растяжение (сжатие), поперечное растяжение (сжатие), сдвиг.

Методы сопротивления материалов. Статистические методы. Теория накопления повреждений Розена. Неэффективная длина. Феноменологические методы.

Понятие сложного напряженного состояния. Анизотропия и прочность. Понятие монолитности. Критерии перехода от одного механизма разрушения к другому. Прочность пучка волокон. Протяженные дефекты. Возможность применения теории Гриффитcа для оценки прочности композиционных материалов. Влияние дефекта на снижение прочности при различных видах нагружения. Оценка трансверсальной прочности материала с помощью коэффициентов концентрации. Соотношение прочности компонентов материала с трансверсальной прочностью всего материала.

Модуль 4.

Тема 8. Уравнение состояния и поведение композитов во времени.

Понятие вязкоупругости, варианты ее появления. Отклик тела на внешние воздействия. Условие "нестарения". Материалы с памятью. Уравнение состояние линейного вязкоупругого тела.

^ Тема 9. Ползучесть и длительная прочность соединений из композиционных материалов.

Понятие ползучести, предела ползучести. Предел прочности при ползучести. Ядро ползучести. Теория старения. Теория упрочнения. Теория наследственности. Концентрация напряжений около отверстий в условиях ползучести.

Модуль 5.

Тема 10. Метод конечных элементов.

Расчет композитов методом конечных элементов. Матрица жесткостей. Матрица деформаций перемещений. Макро и микро подход в применении МКЭ для расчета слоистых композиционных материалов.


^ 2. Литература (полный список у преподавателя)


  1. 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.

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

  3. 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.

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

  5. Наполнители для полимерных композиционных материалов: Справочное пособие / Под ред. С.Г.Ксиза, У.В.Милевски. – М.: Химия, 1981.- 5 шт.

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

  7. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. - М.: Химия, 1987 - 400 с.- 2 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.

  10. Победря Б.Е. Механика КМ. - М.: МГ, 1984 - 218 с.- 5 шт.

  11. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. - М.: Мир, 1982 -334 с. – 2 шт.



^ 3. График контроля

6 семестр


Модуль

Контрольные

испытания

Время

проведения

Вес

в итоговом

рейтинге


Примечание


Модуль 1

ЗР 1

3 неделя

0,06




КР 1 по темам 1 и 5


6 неделя


0,05


3 задачи

Модуль 2

Модуль 2

ЗР 2

8 неделя

0,06




Модуль 3

ЗР 3

11 неделя

0,06




Модуль 4

ЗР 4

13 неделя

0,06




Модуль 5

КР 2

По темам 6-10


15 неделя


0,05


3 задачи




ЗР 5

16 неделя

0,06




Защита расчетного

задания


17 неделя


0,3




Экзамен

(по темам 1-10)


сессия


0,3

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. Экзамен «Автоматом» не выставляется.


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 440.1 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер440.1 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