Машиностроение/ТГУ 2025

Учебное пособие предназначено для студентов немашиностроительных специальностей всех форм обучения МТФ, ФМА, РЭФ, ФЭН применительно к программам курсов «Механика», «Техническая механика» и «Прикладная механика» направлений 29.03.04 «Технология художественной обработки материалов», 22.03.01 «Материаловедение и технологии материалов», 28.03.02 «Наноинженерия», 18.03.01 «Химическая технология», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств», 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника». Учебное пособие содержит теоретическую часть, примеры решения задач, а также технические задания для расчетно-графических и контрольных работ.

Пособие посвящено рассмотрению прикладных методов моделирования гидроприводов с применением специализированного программного приложения Festo FluidSim. Даны основные теоретические сведения по гидроприводу и его базовым компонентам. Приведены методики моделирования и симуляции гидропривода путем составления принципиальных гидравлических схем. Адресовано студентам, обучающимся по указанным выше направлениям, а также будет полезно студентам при выполнении учебных заданий по дисциплинам «Гидравлика и гидропривод», «Гидро- и пневмопривод», «Гидропневмоавтоматика», «Гидравлика, гидро- и пневмопривод».

Рассматриваются вопросы изучения основных принципов управления роботами-манипуляторами, рассмотрен необходимый математический аппарат для решения задач по управлению такими роботами-манипуляторами. На примере учебного роботизированного комплекса рассмотрен ряд практических работ.

Приведена методика оптимального выбора материалов для деталей двигателей внутреннего сгорания на основе анализа условий эксплуатации. Большое внимание уделено особенностям состава, структуры и свойств современных металлических и альтернативных материалов для изделий энергетических машин. Рассмотрены методы упрочняющей обработки, проведено сравнение отечественных материалов и покрытий с зарубежными аналогами.

Изложены основы теории и проектирования, принципы действия, особенности расчета и конструкции основных видов СДМ с учетом условий их применения в строительстве. Рассмотрены основные виды СДМ по их технологическому назначению в общестроительных работах. Приведена систематизация условий применения СДМ в строительстве, а также рабочих сред, с которыми они взаимодействуют, прежде всего грунтов во всем их разнообразии.

В брошюре приведены сведения о понятии типовых связей и их реакций в технической механике. Введение реакций связей можно сравнить с инженерным искусством. Если реакции введены неверно, то теряется всякий смысл в проведении дальнейших расчетов. К сожалению, эта тема вызывает у многих обучающихся стойкого недопонимания, что приводит к многочисленным ошибкам при проведении расчетов.

Рассмотрено и описано технологическое оборудование механических и механосборочных предприятий машиностроения: металлообрабатывающие станки; типовые механизмы и приспособления для станков; назначение, устройство, кинематика, наладка станков различных групп и типов многоцелевые и агрегатные станки; прецизионное оборудование автоматические линии гибкий производственный модуль; гибкая производственная система; испытание станков; показатели технического уровня и надежности технологического оборудования; диагностирование станочных систем.

В справочник включены сведения, необходимые при изготовлении, эксплуатации и ремонте всевозможных изделий как на производстве, так и в домашней мастерской. Приведены сведения о резьбовых соединениях, различных видах резьб, включая прецизионные и специальные резьбы. Представлена большая номенклатура крепежных изделий: болты, винты, гайки; указаны размеры сверл под резьбовые соединения. Даны подробные сведения о режущем инструменте: сверлах, развертках, зенкерах, зенковках, резцах, фрезах, абразивных кругах; указаны скорости резания, способы обработки металла, способы крепления инструмента, станочные приспособления, передачи. Приведены размеры уплотнительных колец и посадочных мест для гидравлических и пневматических устройств. Представлены сведения о неразъемных соединениях: заклепочных, фальцованных, паяных. Справочник включает также общетехнические сведения: таблицы пересчета единиц, формулы, полезные для работы, практические примеры использования измерительного инструмента. Все данные имеют ссылки на британские и международные стандарты.

Предназначено для самостоятельной проработки студентами разделов «Модели и чертежи деталей, выполняемые средствами твердотельного моделирования» и «Электронная модель и чертеж сборочной единицы» дисциплины «Инженерная графика». Представлены методика и приемы работы по созданию моделей сборочных единиц изделий, сборочных чертежей и спецификаций в среде современных версий программы Autodesk Inventor. Рассмотрены основные операции для создания сборок, средства выбора элементов моделей изделий, режимы наложения сборочных зависимостей. Приведены сведения по оформлению сборочных чертежей и спецификаций в соответствии со стандартами Единой системы конструкторской документации и по управлению библиотеками стандартных изделий. Практические рекомендации направлены на совершенствование знаний и навыков, а также на ускоренное освоение программы Autodesk Inventor.

Изложены теоретические сведения по конструктивным особенностям автопоездов, в том числе многозвенных, используемых для перевозки крупногабаритных тяжеловесных грузов. Раскрыты основные виды транспортных задач, решаемых с помощью автопоездов в современных условиях. Представлены методы решения задач прямолинейной динамики автопоездов в среде имитационного математического моделирования динамических систем Simulink программного комплекса MATLAB. Подробно рассмотрены математические модели динамики автопоездов.

Издание содержит материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами». Представлены сведения о физических основах капиллярных методов контроля. Подробно рассмотрены физические основы методов капиллярной дефектоскопии, оборудование и технология капиллярной дефектоскопии. В приложении даны варианты типовых заданий для проведения промежуточной аттестации студентов.

Приведены материалы лекций по курсу «Методы контроля проникающими веществами», основанные на исследованиях в области контроля герметичности. Усвоение материала учебного пособия позволит студентам получить практические навыки решения теоретических и практических задач.

Рассмотрены базовые методы алгоритмизации движения подводных аппаратов в водной среде с учетом действия гидродинамических сил, моментов и присоединенных масс. Представлены основы принятия проектных решений применительно к подводной робототехнике. Приведен пример разработки программного комплекса подводного робототехнического аппарата.

Приведен материал для дополнительных занятий по курсу «Научная работа студентов», который основан на работах в области ультразвукового контроля, позволяющих студентам получить практические навыки измерения акустических параметров ультразвуковых волн, построения диаграммы направленности преобразователей.

Изложены методы проектирования машин и механизмов на основе формирования целевых функций в виде критериев оптимальности, таких как расход энергии, габаритные размеры, время разгона машин. Акцентировано внимание на методах повышения экономичности машин с рекуперацией энергии торможения. В каждом разделе пособия приведены вопросы для самоконтроля.

Рассмотрена методика использования программ расчетов в системе MathCAD при проектировании и анализе планетарных и кулачковых механизмов с помощью ЭВМ по нескольким качественным показателям. Приведены алгоритмы программ, которые целесообразно использовать для проведения расчетов в процессе практических занятий с применением ЭВМ в специализированной аудитории, оснащенной электронной интерактивной доской.

Изложен метод конечных элементов в перемещениях для стержневых систем, состоящих из ферменных и балочных элементов с различными способами соединения стержней с узлами. Введены матрицы аппроксимирующих функций, с использованием которых построены матрицы жёсткости в локальных и глобальных системах координат. Сформулированы правила построения глобальной матрицы жёсткости системы по матрицам жёсткости отдельных элементов. Рассмотрен способ учёта внеузловой нагрузки. Все выкладки и примеры расчёта выполнены с использованием пакета компьютерной алгебры MAPLE.

В данном пособии приведены эффективные приемы работы с распространенными программными средствами математического и имитационного моделирования.

В учебно-методическом пособии изложены общие сведения о моделировании, основы теории подобия и анализа размерностей, включая примеры решения задач, сведения о численных и экспериментальных методах моделирования в строительной отрасли, рекомендации к выполнению курсовой работы.

Рассмотрены средства измерений и контроля геометрических параметров деталей машин и механизмов, электрических и механических величин, дефектов и покрытий. Предназначено для бакалавров направлений подготовки 27.03.01 «Стандартизация и метрология» и 27.03.02 «Управление качеством» (укрупненная группа 27.00.00 «Управление в технических системах»), а также может быть использовано преподавателями, аспирантами, магистрантами и студентами других специальностей при изучении вопросов, связанных со средствами измерений и контроля.

Изложены теоретические и прикладные вопросы математического моделирования при проектировании технологических процессов механической обработки деталей. Приведены методика моделирования с визуализацией технологических процессов при осесимметричной форме деталей с использованием компьютера, а также практические рекомендации по ее применению.