Инженерное дело. Техника

Приведены лабораторные работы, направленные на получение навыков создания, редактирования и оформления текстовых и табличных документов и презентаций в среде офисного пакета Microsoft Office, а также выполнения математических операций в специализированной программе Matlab.

Практикум состоит из двух частей. Во второй части приведены лабораторные работы по изучению инструментов для подготовки и проведения инженерного анализа объектов с контролируемой микроструктурой композитных конструкционных материалов.

Приведены лабораторные работы для проведения численных прочностных, тепловых, гидро- и газодинамических расчетов в CAE-системе ANSYS, в том числе с применением специализированных функций и инструментов данной программы.

Представлены краткие сведения об устройстве и структуре микроконтроллера архитектуры AVR. Рассмотрены приемы работы в современных интегрированных средах программирования микроконтроллеров, подходы к отладке программного обеспечения с применением JTAG отладчика-программатора. Приведены алгоритмы разработки программного обеспечения для периферийных устройств. Каждый из разделов снабжен краткой теоретической справкой и индивидуальными заданиями для самостоятельного выполнения.

Изложены основные положения релейной защиты и автоматики электроэнергетических систем. Рассмотрен принцип действия, расчет токов срабатывания, расчет уставок и проверка чувствительности защит ЛЭП, трансформаторов, двигателей, генераторов и шин. Приведены контрольные вопросы, задачи, примеры их решения, задания к курсовым проектам.

Рассмотрена работа биполярного транзистора и приведены эквивалентные схемы. Описан выбор режима работы биполярного транзистора по постоянному току на основе справочных данных. Приведены выражения для расчета базовых схем по переменному току. Представлен пример выполнения заданий в САПР Keysight ADS.

Рассмотрена конструкция элементов гидроприводов современного технологического оборудования, механизмы и способы управления параметрами потока рабочей жидкости. Приведены примеры гидроприводов технологического оборудования.

Представлена краткая история развития станкостроения; изложены методы образования поверхностей, параметры движений, кинематические связи в металлорежущих станках. Рассмотрены принципы работы универсальных зубообрабатывающих, зубофрезерных, зубострогальных и других станков.

В пособии рассмотрены особенности управления станками и станочными комплексами на базе электропривода, конструкция элементов приводов станков с числовым программным управлением.

Учебное пособие посвящено вопросам обеспечения пожарной безопасности при проектировании гражданских и производственных объектов. В первой части пособия изложены вопросы, касающиеся принципов внутренней планировки, нормирования пожарных отсеков, обеспечения требуемой огнестойкости зданий и строительных конструкций. Рассмотрены требования к ограничению распространения пожара в зданиях, сооружениях, пожарных отсеках; требования пожарной безопасности при градостроительной деятельности; принципы генеральной планировки поселений и объектов; требования к документации при планировке территорий поселений и городских округов.

Рассмотрены понятия о напряжениях; интегральные характеристики плоских сечений; напряженное и деформированное состояния твердого тела; полная математическая модель растяжения, кручения, изгиба; примеры вычисления перемещений и др.

Пособие содержит аутентичные тексты, ссылки на материалы на английском языке и разработанные на их основе упражнения. В заданиях приведены QR-коды, посредством которых можно получить доступ к видеофайлам.

Рассмотрены основные принципы электронно-микроскопических и рентгено-спектральных методов анализа; подходы к исследованию морфологии, структуры и химического состава гетерогенных катализаторов и углеродных наноматериалов с применением электронно-микроскопических методов. Представлены примеры изучения различных каталитических систем с использованием данных методов, а также контрольные вопросы и тестовые задания для самостоятельной работы студентов.

Приведена последовательность теплового расчета многоступенчатых паровых турбин, даны примеры расчетов. В приложении представлены варианты исходных данных для самостоятельного выполнения расчетов.

Представлены методики вычисления нормативных и расчётных характеристик физических и механических свойств грунтов, расчёта конструктивных параметров оснований и фундаментов инженерных сооружений; приведены примеры расчётов.

Приведены основные понятия и определения дисциплины «Технология восстановления и ремонта машин», рассмотрены методы очистки деталей от загрязнений, способы дефектации, а также способы восстановления деталей.

Использование абразивных кругов из сферокорунда позволяет повысить производительность процесса шлифования древесины, а также расширить область применения жесткого абразивного инструмента за счет снижения его засаливания и ликвидации прижогов обработанной поверхности. Проведенные исследования выявили следующие преимущества перед шлифовальной шкуркой использования для шлифования древесины абразивных кругов: высокую точность обработки, получение требуемого качества обработанной поверхности, высокую стойкость инструмента и его низкую стоимость. Произведен силовой анализ процесса микрорезания зерном сферокорунда в зависимости от степени его износа. Показано, что снятие стружки зерном сферокорунда возможно только при его определенном состоянии – обнажении режущих стенок. Также получены теоретические зависимости сил при микрорезании от всех основных условий процесса шлифования древесины и древесных материалов: характеристик круга, режимных показателей обрабатываемого материала и связанных с ним факторов. Проанализированы особенности процесса стружкообразования, условия самозатачивания кругов из сферокорунда. Установлено, что наибольшее влияние на толщину стружки, срезаемую одним зерном сферокорунда, оказывает зернистость, влияние других характеристик внутреннего объемного строения инструмента: содержания зерна и связки – менее значительное. В зависимости от обрабатываемого материала необходимо применять абразивный инструмент соответствующих характеристик: зернистости, твердости, структуры; при этом использовать сферокорунд, имеющий оптимальные физико-механические свойства, в частности толщину стенки зерна, которая во многом определяет его разрушающую нагрузку. Глубина шлифования и скорость подачи оказывают решающее влияние на показатели процесса шлифования древесины и древесных материалов абразивными кругами из сферокорунда. Увеличение глубины шлифования и скорости подачи приводит к росту сил резания, шероховатости шлифованной поверхности, к снижению длины шлифования за период стойкости круга и коэффициента шлифования. При фиксированных глубине шлифования и скорости подачи для улучшения показателей процесса шлифования древесины и древесных материалов необходимо увеличивать скорость резания.

ассмотрены преимущества использования в современных условиях вывозки лесоматериалов лесовозных автопоездов, составленных седельными тягачами с полуприцепами. Проанализированы последствия эксплуатации лесовозных автопоездов в сложных дорожных условиях, характеризующихся недостаточным обустройством лесовозных дорог. Описаны перспективные научные направления, позволяющие повысить эффективность работы лесовозных седельных автопоездов. Предложена усовершенствованная конструкция рекуперативного седельно-сцепного устройства, обеспечивающая повышение надежности и сокращение расхода топлива автопоезда, улучшение условий труда водителей, а также снижение динамических нагрузок между звеньями лесовозного автопоезда, возникающих при его движении в неустановившихся режимах. Методика проведения исследования включает в себя использование математического аппарата многофакторной оптимизации. Выведены аналитические формулы для определения показателей эффективности работы рекуперативного седельно-сцепного устройства. Выявлено влияние величины хода поршней гидравлического цилиндра рекуперативного седельно-сцепного устройства, массы полуприцепа с лесоматериалами, ускорений при разгоне и торможении лесовозного автопоезда на изменение показателей эффективности работы устройства. Определена оптимальная величина хода поршней гидравлического цилиндра, составившая 200 мм. Она позволяет рекуперировать мощность 6,5 кВт и обеспечивает более благоприятное продольное ускорение полуприцепа – 0,72 м/c2. Установлено, что с ростом ускорения при разгоне и торможении лесовозного автопоезда с 1 до 3 м/с2 возрастает рекуперируемая мощность – с 2,2 до 6,8 м/с2, а также повышается среднее продольное ускорение полуприцепа – с 0,27 до 0,75 м/с2. Изменение загруженности полуприцепа лесоматериалами от 5 до 25 т позволяет увеличить рекуперируемую мощность с 1,6 до 7,9 кВт и снизить продольное ускорение полуприцепа с 2,8 до 0,53 м/с2. Получены графики влияния и картограммы оптимизации, отражающие диаметр и величину хода поршней рекуперативного гидроцилиндра седельно-сцепного устройства в зависимости от рекуперируемой мощности и продольного ускорения полуприцепа. Картограммы оптимизации позволили графоаналитическим способом определить среднюю рекуперируемую мощность, равную 6,5 кВт при диаметре рекуперативного гидроцилиндра 110 мм и величине хода поршней гидроцилиндра 200 мм.

Деревянные мосты традиционно довольно широко используются на лесовозных дорогах, несмотря на целый ряд недостатков, в основном связанных с невысокими долговечностью и огнестойкостью. Главным преимуществом деревянных мостов для лесовозных дорог является применение при строительстве и ремонте местных конструкционных материалов, что обуславливает низкую стоимость объекта. Однако традиционные конструкции устоев деревянных мостов требуют большого объема кондиционных дренирующих грунтов для отсыпки конусов, каменных материалов или железобетонных плит для укрепления конусов в целях защиты от размывов. Кроме того, для слабых грунтов используются свайные опоры, для сооружения которых необходима тяжелая строительная техника. Этих недостатков лишены армогрунтовые устои. Использование новых конструкций береговых опор позволит снизить стоимость строительства и повысить надежность работы конструкций. Цель работы – оценить возможность применения армогрунта в конструкции устоев деревянных мостов. Приведены результаты расчета устоя с использованием армированного грунта. Выполнены расчеты на нормативные нагрузки А11, Н11, а также лесовозного автопоезда. Для нахождения параметров лесовозного автопоезда осуществлены дополнительные исследования, позволившие определить марку автопоезда, оказывающего максимальную нагрузку на устой. Установлено, что максимальное усилие на устой оказывает нагрузка Н11, а минимальное – А11. Усилие от лесовозного автопоезда на базе автомобиля Iveco-AMT 633920 (6×6) значительно превышает воздействие от нормативной нагрузки А11, но немного меньше, чем усилие от нормативной нагрузки Н11. Расчеты устоя выполнены методом конечных элементов с помощью программы Plaxis 2D по 2 группам предельных состояний и включали в себя определение внешней и внутренней устойчивости армогрунтового устоя, а также вертикальных и горизонтальных перемещений. При расчете внешней устойчивости получены коэффициенты устойчивости для 1-й схемы загружения – 2,14, для 2-й – 1,44, что больше предельно допустимого значения – 1,375. В целом расчеты показали, что армогрунтовый устой по всем показателем соответствует требованиям нормативных документов.

В учебно-методическое пособие включены практические задания и упражнения с краткой теоретической частью по разделу «Технология монолитного железобетона». Материалы, представленные в практикуме, могут быть использованы для практических (аудиторных) занятий и самостоятельной работы обучающихся.

В учебно-методическом пособии приведены общие примеры расчетов и методика проектирования опасных производственных объектов, даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и выполнения курсового проекта, разъяснены порядок выполнения проекта и требования к его оформлению.

В учебном пособии рассмотрены вопросы выполнения курсовых проектов и работ по дисциплине «Технологии ремонта конструкций и инженерных систем зданий», даны рекомендации к курсовому проектированию, практическим занятиям и самостоятельной работе.

В учебном пособии приведены сведения об использовании компьютерных технологий при проектировании пространственных каркасов зданий и основные положения расчета металлических конструкций. На примере металлического каркаса здания с купольным покрытием рассмотрены практические аспекты подготовки данных для компьютерных расчетов на разных этапах проектирования. Подробно показано выполнение отдельных этапов в разных компьютерных программах, приведен анализ полученных результатов и рассмотрено их применение в дальнейшем проектировании. Проектирование выполнено с использованием авторской программы GERA, специализированного программного комплекса SCAD, программы автоматизированного проектирования и черчения AutoCAD и табличного процессора Excel.

В практикуме содержится учебный материал, способствующий формированию у студентов-иностранцев, владеющих русским языком в объёме не ниже первого сертификационного уровня (B1), умения работы с учебно-профессиональной литературой путём развития навыков просмотрового и изучающего чтения, поиска в текстах необходимой информации, выделения структурных частей текстов и последующей компрессии.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы, связанные с технологическими и организационными особенностями строительства подземных сооружений открытым способом. Рассмотрены примеры расчета курсового проектирования по организации и подземному строительству.

В учебно-методическом пособии приведены тезисные теоретические основы и методики определения показателей климата местности, используемых при планировке и застройке населенных пунктов, конструировании и проектировании инженерных систем зданий. Учебно-методическое пособие построено в форме примера пояснительной записки к курсовой работе (курсовому проекту) с указаниями для выполнения расчетов ветровых, температурных и актинометрических показателей рассматриваемой местности.

В учебно-методическом пособии кратко изложены основные положения расчетов бетонных гравитационных плотин на скальном основании. Приводятся описание интерфейса и основной этап численного моделирования бетонных гидротехнических сооружений на скальном основании программного комплекса ANSYS APDL, а также рекомендации по его использованию при расчетах напряженно-деформированного состояния (НДС) гидротехнических сооружений.

Учебно-методическое пособие посвящено фундаментам высотных зданий и сооружений. Дано краткое описание высотных зданий и сооружений, возведенных в России, раскрыты особенности инженерно-геологических изысканий для высотного строительства, описаны конструкции фундаментов и подземных частей высотных зданий и сооружений, принципы конструирования и расчета по предельным состояниям оснований и фундаментов, даны особенности устройства фундаментов глубокого заложения и гидроизоляции, перечислены контролируемые параметры при проведении геотехнического мониторинга. Включены методические указания к практическим занятиям и выполнению курсового проекта с примером расчетного обоснования выбора фундаментов высотного здания.

В учебном пособии изложены общие требования по безопасности гидротехнических объектов, в частности гидротехнических сооружений, и принципы мониторинга за безопасностью гидротехнических сооружений. Рассмотрены вопросы эксплуатации, ремонтов сооружений, а также критерии безопасности. Приведены факторы риска аварий, состав и содержание декларации безопасности. Даны основные понятия и определения в области безопасности гидротехнических сооружений.

В учебно-методическом пособии рассмотрены принципы использования подземного пространства мегаполисов, дана классификация подземных сооружений по ряду признаков. На примере подробно разобраны два курсовых проекта по дисциплине «Подземные сооружения промышленного и гражданского назначения».

В учебно-методическом пособии рассмотрены практические и самостоятельные работы по курсу «Машины и оборудование непрерывного транспорта», охватывающие расчёт основных машин и оборудования — ленточного конвейера, пластинчатого конвейера, винтового конвейера и пирамидального бункера. Пособие направлено на изучение методик расчёта машин и оборудования непрерывного транспорта, их основных механизмов и определение основных параметров.

В учебно-методическом пособии излагаются методы компоновки, расчёта и конструирования металлических конструкций балочных клеток и колонн промышленных зданий. Пособие создано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования.

В учебно-методическом пособии рассмотрены основные положения расчетов грунтовых гидротехнических сооружений, представлены основные этапы численного моделирования грунтовых гидротехнических сооружений в программном комплексе PLAXIS 2D, уделяется внимание последовательности и особенностям проведения фильтрационных расчетов и расчетов устойчивости в плоской постановке.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы проектирования одного наиболее востребованного в настоящее время вида зданий — многоэтажного монолитного каркасного здания. Рассмотрено построение пространственной расчетной модели «здание-основание» конструктивной системы многоэтажного монолитного каркасного здания, даны рекомендации по выполнению ее расчета. Приведены нормативные требования к конструированию плоского перекрытия, фундаментной плиты, колонны и лестницы, а также варианты их конструктивного решения. Даны примеры выполнения чертежей рассчитываемых конструктивных элементов здания, приведены нормативные требования к их исполнению.

В пособии содержатся сведения об основных материалах, применяемых в современном строительстве для приготовления дорожных бетонов, их свойствах, приведены методики стандартных испытаний с описанием используемых приборов и оборудования. Даны рекомендации к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Дорожно-строительные материалы», «Материалы и технологии для автомагистралей», «Материалы и технологии для городской дорожной сети», дан список рекомендуемой учебной литературы.

Учебно-методическое пособие знакомит с нормативной и справочной литературой, содержащей исходную климатическую и техническую информацию. Задачи состоят в применении изучаемых методик к проектированию тепловой защиты зданий, приобретении навыков учета линейных и точечных неоднородностей наружных ограждающих конструкций, характерных для современного строительства, и в оценке влияния тепловой защиты зданий на комфортность пребывания людей в здании.

В учебно-методическом пособии представлены материалы для выполнения обучающимися практических занятий и курсовых работ по дисциплине «Охрана воздушного бассейна». Даны классификация и основные характеристики пылеулавливающего оборудования. Рассмотрены аппараты для сухой и мокрой очистки воздуха от пыли.

Учебно-методическое пособие содержит краткий теоретический материал, пояснения, примеры домашнего задания, вопросы для самоподготовки к промежуточной аттестации и справочно-методический материал по дисциплинам «Термодинамика и теплопередача» и «Теплотехника».

В учебно-методическом пособии приведены компьютерные работы по основным темам дисциплины «Автоматизация технологических процессов и производств» с практическими заданиями, реализованными средствами математического пакета Mathcad, что позволяет решать многие задачи в объёме программы инженерного вуза. После каждой компьютерной работы даны варианты заданий для контроля и проверки знаний. Первая лабораторная работа содержит подробные описания для освоения интерфейса Mathcad. Работы содержат краткие теоретические положения, описание встроенных функций пакета и фрагменты Mathcad-документов.

В учебно-методическом пособии приведена общая методика расчета теплогенератора и основного оборудования отопительно-производственной котельной. Даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям и курсовому проектированию, разъяснен порядок выполнения расчетов.

В учебно-методическом пособии содержатся сведения, необходимые для проектирования дорожных одежд. Представлены основные принципы проектирования и конструирования нежестких дорожных одежд. Приведены методики расчета дорожных одежд на прочность, по допускаемому упругому прогибу, сопротивлению усталостному разрушению. Содержатся рекомендации к выполнению курсовой работы, дан список рекомендуемой учебной литературы.

В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы проектирования и расчета конструкций ограждений глубоких котлованов, устраиваемых при строительстве подземных сооружений. Изложены методы исходного подбора конструкций крепления ограждения котлована, определения их жесткостных параметров. Особое внимание уделяется последовательности и особенностям проведения практических численных расчетов в плоской и пространственной постановках, позволяющих получить значения расчетных внутренних усилий в конструкциях, что позволяет проверить их по прочности и устойчивости.

В монографии рассмотрены особенности гидравлического расчета сетей водоотведения с отложениями в лотковой части труб, обоснован новый подход в расчете гидравлических характеристик труб с учетом изменяющихся значений характеристик их гидравлического потенциала, зависящих от толщины слоя осадка в лотковой части, также предложены расчетные зависимости, учитывающие изменения гидравлических характеристик труб в процессе эксплуатации.

Представлен расчет воздухообмена методом двухзонного математического моделирования вентилируемого помещения в стационарном режиме. Метод позволяет определить наиболее рациональный способ организации воздухообмена для обеспечения требуемых параметров воздуха в обслуживающей зоне с учетом факторов, влияющих на тепловоздушные процессы в вентилируемом помещении. Разработана методика для количественной оценки распределения потоков вредных выделений по двум контрольным объемам вентилируемого помещения. Разработаны математические модели вентилируемого помещения, состоящего из двух контрольных объемов с учетом вторичного тепломассообмена между верхним и нижним контрольными объемами. Предложены критерии оптимизации, в том числе уточненный коэффициент эффективности воздухообмена, для выбора оптимальной СОВ. Разработан инженерный способ расчета воздухообмена по методу позонных балансов для двухзонной модели помещения с достаточно полным учетом всех факторов, влияющих на тепловоздушные процессы в помещении, и с учетом распределения потоков теплоты и массы по контрольным объемам (КО) помещения.

В монографии приведены методика определения неучтенных расходов и потерь воды (опыт Московского водопровода), методика снижения неучтенных расходов и потерь воды в системах водоснабжения, дана классификация потерь воды, показан анализ факторов, влияющих на надежность водопроводных трубопроводов.

В монографии представлена расчетная модель деформирования железобетонного плосконапряженного составного элемента с трещинами при режимном нагружении. Сформулированы критерии трещиностойкости и прочности зоны контакта элементов составной конструкции при кратковременном и длительном нагружении и одновременном проявлении силовых и средовых воздействий. Приведены алгоритмы расчета и результаты экспериментальных и численных исследований железобетонных балок и балок-стенок составного сечения при варьировании жесткости межсредовой зоны контакта между элементами, типом конструктивных решений этой зоны, классом бетона, видом и уровнем напряженного состояния. Даны рекомендации по расчету железобетонных составных конструкций зданий и сооружений с использованием предложенного варианта деформационной модели.

В учебно-методическом пособии рассмотрены особенности построения традиционных моделей организации строительного производства в виде графиков производства строительно-монтажных работ. Предложен подход к построению перспективных информационных моделей строительного производства на примере производства земляных работ при устройстве котлована.

В учебно-методическом пособии системно изложены основные вопросы геомеханики, связанные со строительством подземных и инженерных сооружений. Даются общие указания по выполнению курсовой работы, излагаются основные требования, предъявляемые к ней, описывается порядок оформления и приведен пример ее выполнения. Содержатся контрольные вопросы, необходимые для закрепления знаний по практическому курсу дисциплины, а также для подготовки к зачету.

В учебно-методическом пособии изложен материал, необходимый для подготовки обучающихся к практическим занятиям. Представлены общие сведения о физических, прочностных и деформационных характеристиках грунта, приведены примеры построения эпюр распределения природных напряжений в массиве грунта. Рассмотрены методы расчета осадки фундаментов, а также давления грунта на подпорные стены.

Учебно-методическое пособие содержит материалы практических заданий по дисциплине «Основания и фундаменты», которые выносятся на практические занятия, а затем (в несколько измененном виде) присутствуют в курсовом проекте и вопросах для выполнения контрольной работы и экзамена.