Теория машиностроения. Физические основы машиностроения. Техническая физика

Методические указания составлены в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавра по указанному направлению, учебным планом и рабочей программой дисциплины. В методических указаниях приведены основные теоретические сведения, расчетные формулы и справочная литература, необходимые для проведения структурного, кинематического и динамического анализа механизмов, и показан пример оформления расчетно-пояснительной записки к курсовой работе по теории механизмов и машин в соответствии с требованиями ЕСКД. Состав и содержание материала, помещенного в методических указаниях, учитывают специфику подготовки обучающихся по указанному направлению и будут способствовать закреплению и углублению знаний студентов по общим научным основам исследования и проектирования механизмов и машин, оформлению конструкторской документации в соответствии с требованиями ЕСКД и формированию у обучающихся профессиональных компетенций ПК-1, ПК-2, ПК-3.

Учебное пособие для самостоятельной работы по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск» составлены на основании требований ФГОС ВО по направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность (уровень бакалавриата) и др. нормативных документов, направлено на формирование профессиональных компетенций ПК-3, ПК-4, ПК-7.

Учебное пособие для практических занятий по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск» составлены на основании требований ФГОС ВО по направлению подготовки 20.03.01 «Техносферная безопасность (уровень бакалавриата) и др. нормативных документов, направлено на формирование профессиональных компетенций ПК-3, ПК-4, ПК-7.

В процессе изложения дисциплины особое внимание уделяется вопросам повышения эксплуатационной надежности теплоэнергетического оборудования и теплоиспользующих установок, работающих в условиях высоких температур и давлений. Материалы содержат необходимые схемы, чертежи и иллюстрации, которые помогают студентам более наглядно представлять изучаемые процессы и технологическое оборудование.

В методических указаниях предложена методика экспериментального определения степени черноты и коэффициента полезного действия излучателя.

В предлагаемом учебнике рассмотрены разделы: осевое растяжение-сжатие; сдвиг; кручение; изгиб; геометрические характеристики сечений; расчеты на прочность и основные теории прочности, понятие о статически определимых и статически неопределимых системах; энергетические методы расчета перемещений в стержневых системах; статически неопределимые системы; сложное сопротивление; продольный изгиб; динамические нагрузки; расчет на усталость; расчет тонкостенных сосудов.

В методических указаниях предлагается изучить относительный покой жидкости во вращающемся c постоянной угловой скоростью сосуде путём экспериментального нахождения координат точек кривой свободной поверхности жидкости.

Пособие составлено в соответствии с требованиями образовательного стандарта высшего профессионального образования, включает лаораторные и практические работы, а также требования к оформлению и выполнению расчетно-графической работы. Рассмотрены экспериментальные и расчетные методы кинематического, силового, динамического исследования машин и механизмов.

В учебном пособии изложены теоретические положения по основным разделам дисциплины и рассмотрены алгоритмы решения практических задач с использованием общих методов анализа и синтеза основных видов типовых механизмов.

Рассмотрены систематизированные результаты исследований трибологических процессов трения и изнашивания в области трибофизики металлических и металлополимерных трибосистем. Описаны свойства поверхностных слоев, физико-химические процессы, структурно-фазовые превращения и трибофизические эффекты в условиях фрикционного взаимодействия металлов и полимеров, в том числе процессы самоорганизации в металлополимерных трибосистемах.

Изложены сведения о единстве строения и свойствах групп механизмов, а также фундаментальные основы и методы их структурного и кинематического исследования.

Подробно описаны методики кинематического анализа и синтеза сложных эпициклических зубчатых механизмов, метрического синтеза по заданным условиям рычажных механизмов, их кинематического, силового расчетов и уравновешивания. Учебное пособие содержит комплекты заданий для курсового проектирования по дисциплине «Прикладная механика» (раздел «Схемный анализ и синтез механизмов») разных уровней сложности и комплект исходных данных для домашнего задания и расчетно-графической работы, предусмотренных учебными планами по специальностям и направлениям подготовки бакалавров кластера технических систем управления и жизнеобеспечения.

Пособие содержит указания по выполнению практических заданий по дисциплине «Теория механизмов и машин». В каждой главе приведены исходные данные и условия выполнения практического задания. Каждое практическое задание сопровождается теоретическими сведениями, необходимыми для его решения, и методическими указаниями к выполнению.

Приведено описание лабораторной работы по сопротивлению материалов «Определение механических характеристик материалов при растяжении» с использованием модернизированной разрывной машины Р-20. Цель работы: экспериментальное изучение поведения пластичного материала (малоуглеродистая сталь) при растяжении и определении его основных механических характеристик: предела текучести, предела прочности, относительного остаточного удлинения и относительного сужения после разрыва.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Сопротивление материалов» направлений бакалаврской подготовки студентов всех технических специальностей. Данное пособие содержит указания по выполнению лабораторных работ и включает в себя теоретические вопросы по каждой работе, подробное описание эксперимента и экспериментальных установок, порядок выполнения работы и требования к ее оформлению. Также приводится описание выполнения девяти виртуальных лабораторных работ, применяемых в учебном процессе, на программном комплексе Columbus.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплин «Сопротивление материалов», «Техническая механика» направлений бакалаврской подготовки студентов всех технических специальностей. Большое внимание уделено изложению методов решения задач, вызывающих у студентов определенные трудности как при выполнении домашних заданий, так и в процессе освоения теоретического материала.

Представлены результаты экспериментально-аналитических исследований движения в цилиндроконическом бункере измельченной древесины, которая рассматривается как сыпучая среда с эффективной вязкостью, зависящей от физико-механических свойств частиц древесины (коэффициентов внутреннего и внешнего трения). Для описания движения частиц такого материала получены уравнения, аналогичные уравнениям Навье–Стокса, и необходимые для их решения граничные условия, учитывающие проскальзывание частиц на стенках бункера. Предложены универсальные граничные условия для вихревой функции и функции тока для частиц, движущихся вдоль вертикальных и наклонных стенок бункера, основанные на использовании физико-механических свойств измельченной древесины и ее продуктов. Это дает возможность аналитически описывать движение сыпучих сред в бункерах с одним центральным разгрузочным отверстием, что существенно снижает затраты на создание систем для транспортировки аналогичных сред в различных технологических процессах. Эксперименты проведены на моделях и реальных цилиндроконических бункерах пневмотранспортных систем с учетом критериев теории подобия, что позволило получить согласующиеся между собой данные, характеризующие влияние угла наклона конической части бункера, диаметра разгрузочного отверстия и физико-механических свойств среды на процесс гравитационного движения измельченной древесины и продуктов на ее основе. Предложены зависимости для расчета скорости проскальзывания древесных частиц на стенках бункера, а также изменения скорости частиц в сыпучей среде на оси бункера, на его входной и выходной границах. Результаты расчетов процессов, протекающих в бункере пневмотранспортной системы, полученные с использованием предложенных уравнений движения и универсального граничного условия для вихревой функции, и экспериментальные данные хорошо согласуются между собой, что позволяет проводить сравнительный анализ технико-экономической эффективности различных проектных решений.

Основным направлением практикума является разъяснение физической сущности видов теплообмена, ознакомление студентов с методикой экспериментальных исследований, а также усвоение и закрепление теоретического материала по важнейшим разделам и отдельным вопросам курса. Сформулированы цели и содержание исследований, даны теоретические обоснования практических заданий, приведены описания экспериментальных установок и стендов, указания по технике безопасности, изложена методика проведения экспериментов и обработки полученных данных, содержание отчета и его форма, даны контрольные вопросы и задачи для подготовки к защите работ.

В методических указаниях предложена методика экспериментального определения коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции.

Представлен алгоритм организации научно-исследовательской деятельности студентов, обучающихся по программам бакалавриата и магистратуры, направленный на освоение основных компетенций, заявленных в ФГОС нового поколения. Содержит план подготовки к выполнению, оформлению и защите выпускной квалификационной работы, требования к результатам освоения основных образовательных программ и структуре выпускных работ. Описаны прикладные математические аспекты исследовательской работы.

В данной монографии изложены современные методы расчета упорных и радиальных газостатических подшипников с дискретным наддувом через круглые отверстия. Особое внимание уделено изложению новых схем расчета, существенно отличающихся от нашедших широкое применение в практике схем непрерывно распространенного наддува и линий непрерывного наддува и значительно повышающих точность расчетов интегральных характеристик газостатических опор.

.

«Трубопроводный транспорт: теория и практика» (ТТТП) - это специализированный научно-технический журнал отраслевого уровня, охватывающий все вопросы сооружения и функционирования трубопроводных систем: проектирование, строительство, эксплуатация, диагностика, реконструкция и ремонт, защита от коррозии, новые материалы и оборудование и др. Журнал «Трубопроводный транспорт: теория и практика» входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук» (перечень ВАК).

Журнал «Сенсорные системы» публикует оригинальные статьи, обзоры, краткие сообщения, рецензии на новые книги, информацию о конференциях. Назначение журнала – освещать физические, физиологические, морфологические и информационные аспекты структуры и функции биологических и технических сенсорных систем, принципы представления и переработки информации из окружающего мира и реконструкции его содержания, алгоритмы работы систем автоматического анализа сенсорной информации для управления аппаратами, заменяющими человека в разных сферах деятельности.

В журнале "Проблемы машиностроения и надежности машин", учредителем которого являются РАН и Институт машиноведения РАН, публикуются материалы по теории машиностроения в целом и по исследованию надежности машин в частности. Статьи по конструированию и усовершенствованию работы машин и приборов.

В монографии рассмотрены основные требования, предъявляемые к современной технике. Показаны выбор направлений и этапы совершенствования современной техники и место в этом процессе прикладных научных исследований. Отмечается, что большое значение при создании новой техники имеют: выбор конструкции, разработка и изготовление экспериментального образца, определение путем проведения исследований оптимальных параметров механизмов. Рассмотрены требования, предъявляемые к экспериментальному образцу, правила разработки методики экспериментов, особенности планирования исследований, обработки экспериментальных данных и оценка их достоверности. Приведены правила оформления результатов исследований в виде научного отчета.

Учебное издание содержит необходимые пояснения, формы выполнения работ, порядок и технику выполнения, задания для самостоятельной работы.

В кратком, но достаточном объеме изложены основные теоретические сведения важнейших разделов курса и приведены методические рекомендации по численному исследованию теоретических и эмпирических моделей технологических машин и оборудования с помощью пакетов программ Mathcad и Excel. Для организации самостоятельной работы и вычислительного практикума студентов издание комплектуется компакт-диском с MathCAD-программами для решения задач численного моделирования.

Рассмотрены традиционные и перспективные способы восстановления, особенности механической обработки деталей при восстановлении, приведена методика выбора рационального способа восстановления. Приведены обобщенные данные из технической литературы последних лет и материалов международных конференций по проблеме «Надежность и ремонт машин», отдельные результаты научных исследований отечественных и зарубежных ученых при разработке технологий восстановления и упрочнения.

В учебном пособии проведены краткие теоретические сведения по основным разделам курса «Динамика машин» для направления «Технологические машины и оборудование». Предложены к решению комплекты задач по основным разделам курса, приведены примеры решения типовых задач.

Изложены цель, задачи и порядок прохождения практики, отражены организационные вопросы.

Изложены цель, задачи и порядок прохождения практики. Отражены организационные вопросы.

Курс лекций разработан в соответствии с рабочей программой курса «Техническая термодинамика» для студентов-бакалавров по направлению «Металлургия» профиль «Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей». Рассмотрены вопросы термодинамического анализа преобразования энергии в технических системах. Предназначено для студентов металлургического института 2 курса, изучающих дисциплину «Техническая термодинамика».

В методических указаниях приведены рекомендации для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Триботехника»; методика трибологических испытаний на шариковой и роликовой машинах трения; методика экспресс-анализа качества масла, а также рекомендации по очистке и повторному использованию отработанных масел.

В учебном издании приведены основные понятия и определения по структурному анализу механизмов, представлена последовательность решения графическим методом кинематического и кинетостатического анализа рычажных механизмов, геометрического и кинематического расчета зубчатого зацепления. Представлены задания на расчетно-графическую работу, включающие схемы и исходные данные для проектирования рычажного механизма.

Изложены основы структурного и кинематического анализа, синтеза и динамики механизмов и машин. Рассмотрены силовой расчет плоских рычажных механизмов и решение задачи регулирования хода машинного агрегата. Предложено несколько вариантов заданий для курсового проекта с методическими указаниями по его выполнению. Приведены требования к оформлению курсового проекта в соответствии с действующими стандартами. В приложении дан пример выполнения курсового проекта.

Практикум содержит 6 лабораторных работ по теории цепей.

Приведены основные определения и понятия надежности, изложена методика статистической обработки информации по износам деталей, включены справочные данные для определения теоретического закона распределения износов. Представлена методика определения полного ресурса соединения и допустимых без ремонта размеров сопрягаемых деталей в местах их наибольшего износа.

Приведены примеры решения задач по теме «Динамическое действие нагрузок» с краткими теоретическими сведениями из курса сопротивления материалов (технической механики).

Пособие предназначено для оказания помощи студентам строительных специальностей при выполнении расчётно-графических работ по сопротивлению материалов и основам строительной механики. Включает в себя теоретическую часть, тестовые задачи и расчетно-графические задания.

В учебном пособии изложены основы гидравлики и гидравлических машин.

Методические указания содержат практические задания по дисциплине «Техническая термодинамика».

В работе рассчитывается число тарелок в ректификационной колонне, а также адиабатический кпд турбокомпрессора трехступенчатого сжатия.

В методических указаниях на примере простых гидравлических систем представлена методология математического моделирования статических и динамических режимов теплоэнергетического оборудования. Приведен способ выбора оптимальных алгоритмов расчета, базирующийся на использовании стандартных вычислительных методов. Методология математического моделирования проиллюстрирована на примере конкретной гидравлической системы. По дисциплине «Моделирование гидрогазодинамических процессов» предполагается реализация динамической модели системы.

Монография посвящена изложению научных основ нелинейных колебательных процессов в механических системах в условиях многократных резонансов, порождающих интенсивные многомерные движения. Представленные результаты показывают, что многомерные резонансные колебания могут создавать опасные ситуации (вплоть до разрушений) для ряда объектов современной техники: в ракетно-космической технике, в авиации, в энергетике, в транспорте, в машинах и гидросооружениях, подверженных вибрациям или сейсмическим воздействиям. Приведены критерии и рекомендации по обеспечению надежности, безопасности и бесшумности в технике.

В книге изложены особенности взаимосвязанных нелинейных задач интеграционной механики, рассмотрены методы творчества при исследовании экспериментальных явлений взаимосвязанных нелинейных задач. Экспериментальные явления колебаний, устойчивости, статики и удара рассмотрены на трёх уровнях: линейные задачи; нелинейные задачи винтового тонкого бруса; синтезированные нелинейные задачи винтового тонкого бруса в пружинном механизме. Подробно рассмотренные экспериментальные явления пространственных нелинейных колебаний и различных видов потери устойчивости (общей потери устойчивости и местных видов потери устойчивости) позволили высказать гипотезу винтового движения света, которая позволила объяснить с единых позиций разнообразные экспериментальные явления квантовой механики. Наличие в нелинейной теории пространственных колебаний гармоник с нулевой групповой скоростью позволило выдвинуть гипотезу — свет формирует эфир, эфир — формирует свет.

Прикладная интеграционная механика представляет новое направление в интеграции знания как единство математики, физики и прикладной философии для единого инженерного курса, включающего теоретическую механику, краткий курс сопротивления материалов, новый подход в механике машин, элементы механики сплошных сред, основанный на единой физике (колебания, прочность, устойчивость, удар). Главное внимание в курсе лекций уделено методам творчества как в области статики, кинематики, динамики (теоретическая механика), так и в механике машин. Подробно анализируются парадоксы механики, показаны их истоки и методы их преодоления. Впервые в курс лекций включены взаимосвязанные нелинейные задачи механики и их реализация в проектировании механизмов. Компактному изложению курса способствуют специальные операторы, позволяющие показать приёмы творчества для любых дисциплин и их эффективность к творчеству в механике. Данный курс можно применять как компактные курсы отдельно по теоретической механике, сопротивлению материалов, основам взаимосвязанных нелинейных задач механики.

Книга представляет собой развёрнутое, и вместе с тем очень интересное, изложение основных принципов и методов теоретической механики, сформировавшихся в эпоху Джеллетт и давших мощнейших толчок ее дальнейшему развитию. это издание давно стало библиографической редкостью. В монографии Джеллетт рассмотрены все виды сил, четко сформулированы законы, которым подчиняется сила трения. Впервые внимание читателей обращается на различие между трением покоя и трением движения. Обсуждается проблема равновесия, приводятся примеры решения задач на равновесие системы материальных точек и системы твердых тел. Рассматриваются экстремальные положения равновесия, при которых малейшее изменение силы трения, приложенной к одной или более точкам системы, нарушает ее равновесие. Описывается движение материальной точки и системы материальных точек; исследуется движение твердого тела, и особое внимание уделяется случаю, в котором движение представляет собой чистое вращение вокруг неподвижной или изменчивой оси. Также автор проводит различие между обязательным и возможным равновесием, характерное для рассматриваемого вопроса; анализирует принципы, с помощью которых можно избежать неопределенности, так часто встречающейся в задачах, одной из действующих сил в которых является сила трения. Демонстрирует несколько разных задач, три из которых анализирует довольно подробно, это: задача о волчке, задача о фрикционных колесах и задача о локомотивах. Дополнительно прилагается подборка упражнений.

В книге изложен инженерный компакт теорий ударного нагружения механизмов, приведена классификация признаков ударного нагружения механической системы. Предложен специальный компакт интеграционной механики для задач удара. Рассмотрены различные теории удара (классические, линеаризованные, синтезированные). Динамика пружинных механизмов рассмотрена на единстве колебаний, устойчивости, прочности и удара. Это позволило разработать синтезированную теорию удара пружинных механизмов как синтез различных теорий удара, что позволило сокращать габариты и повышать долговечность пружинных механизмов за счет управления эффектом инерционного соударения витков. Подробно рассмотрены экспериментальные эффекты при ударном нагружении. Даны рекомендации по проектированию и изготовлению пружин и пружинных механизмов.

Книга основана на лекциях, прочитанных фон Карманом после симпозиума в Институте гидродинамики и прикладной математики Мэрилендского университета. В ней содержится ценная информация по широкому кругу вопросов, включая аэротермодинамику, аэротермохимию, динамику разреженных газов и магнитную газовую динамику.