Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика»






Скачать 164.68 Kb.
НазваниеРабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика»
Дата публикации26.01.2015
Размер164.68 Kb.
ТипРабочая программа
ley.se-todo.com > Физика > Рабочая программа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ


(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
____________________________________________________________________
_______________________________________
Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Профиль(и) подготовки: «Техника и физика низких температур»

. «Теплофизика»

«Термоядерные реакторы и плазменные установки»

«Атомные электрические станции и установки»

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА»



Цикл:

профессиональный




^ Часть цикла:

базовая




дисциплины по учебному плану:

Б.3.9




^ Часов (всего) по учебному плану:

324




Трудоемкость в зачетных единицах:

9

^ 3 семестр - 5
4 семестр - 4


Лекции

72 часа

3,4 семестры

Практические занятия

72 часа

3,4 семестры

Лабораторные работы

---




^ Расчетные задания, рефераты

36 час самостоят. работы

3,4 семестры

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

180 час




Экзамены

72 часа

3,4 семестры

Курсовые проекты (работы)

---

---


^ Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является подготовка специалистов в области расчетов и экспериментального исследования конструкций и оборудования ядерной энергетики на прочность, жесткость и устойчивость.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

● самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);

● использовать информационные технологии, в том числе современные средства компьютерной графики (ПК-1);

● изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

● разрабатывать проекты узлов аппаратов новой техники (ПК-15).

^ Задачами дисциплины являются:

● ознакомить обучающихся с основами расчетов для установления требуемых размеров и форм конструктивных элементов, обеспечивающих высокую надежность и эффективную эксплуатацию оборудования и узлов ядерной энергетики в течение заданного срока службы;

● дать информацию о рациональном выборе конструкционных материалов для оборудования, работающего в условиях различных температурных и/или силовых и радиационных воздействий;

● дать основу для некоторых специальных курсов.

^ 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к Б.3 основной образовательной программе подготовки бакалавров по профилю: «Техника и физика низких температур»

«Теплофизика»

«Термоядерные реакторы и плазменные установки»

«Атомные электрические станции и установки»

направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика»
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математика», «Физика», «Информатика».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении курсов «Механика», «Материаловедение и технология конструкционных материалов», при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы.

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

^ Знать:

● основные понятия, модели и аксиомы механики, элементарной статики, условий равновесия тела (ПК-3);

основные положения теории расчетов на прочность элементов конструкций при статическом и динамическом воздействиях (ПК-7);

● условия усталостного разрушения, основы теории устойчивости элементов конструкций (ПК-7).

Уметь:

● выполнять прочностные расчеты на растяжение (сжатие), жесткость, изгиб и кручение, проводить оценки условий возникновения разрушения (ПК-7);

● подбирать современные конструкционные материалы для обеспечения высоких уровней эксплуатационной надежности и безопасности (ПК-10).

Владеть:

● аналитическими и численными методами расчетов на прочность стержневых систем, пластин и оболочек (ПК-7);

● информацией о применении современных методов расчетов на прочность (ПК-6);

● информацией о возможностях программных комплексов (ПК-1);

● методикой применения отраслевых и ведомственных стандартов и рекомендаций при расчетах на прочность, жесткость и устойчивость (ОК-7), (ПК-6).

^ 4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 9 зачетных единицы, 324 часа.



п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)


лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1


Основные понятия механики. Элементарная статика.

28

3

8

8




12

Тест на определение реакций связей.

2

Основы механики конструкционных материалов.

28

3

8

8




12

Тест на анализ напряженно-деформированного состояния.

3

Расчеты на прочность и жесткость при растяжении (сжатии)

26

3

8

8




10

Контрольная работа.

4

Расчеты на прочность и жесткость при изгибе.

28

3

8

8




12

Письменная защита расчетного задания

5

Расчеты на прочность при кручении.

24

4

8

8




8

Тест: расчеты на кручение.

6

Циклические напряжения.

24

4

8

8




8

Контрольная работа.

7

Расчеты на прочность тонкостенных конструкций. Пластины и оболочки.

34

4

8

8




18

Тест: расчет пластин.

8

Расчеты толстостенных цилиндров.

28

4

8

8




12

Тест: расчет оболочек.

9

Элементы динамики и устойчивости конструкций.

28

4

8

8




12

Письменная защита расчетного задания.




Зачет

4

3,4







--

4







Экзамен

72

3,4







--

72

Устный




Итого:

324




72

72




180




^ 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

3 семестр

1. Основные понятия механики

Предмет курса. Связь между механикой, математикой и физикой. Значение механики для современной техники. Обзор моделей механики. Достижения отечественной науки в механике. Аксиомы классической механики. Дифференциальные уравнения движения материальной точки и свободной системы материальных точек. Несвободные системы материальных точек. Связи и их классификация. Момент вектора относительно оси и его свойства. Теорема Вариньона для систем векторов, сходящихся в одной точке. Момент вектора относительно точки. Преобразование момента вектора при переносе полюса. Главный вектор и главный момент системы закрепленных векторов.

2. Элементарная статика

Основные понятия статики. Необходимые условия равновесия системы материальных точек. Равенство нулю главного вектора внешних сил, Равенство нулю главного момента внешних сил. Необходимые и достаточные условия равновесия абсолютно твердого тела: сходящаяся система сил, параллельная система сил, плоская система сил. Эквивалентные условия равновесия. Системы абсолютно твердых тел. Классификация систем по геометрической изменяемости и определению реакций связей. Типичные постановки задач статики. Аксиомы о связях и их реакциях. Элементы аналитической статики. Понятие о виртуальных перемещениях. Принцип виртуальных перемещений для систем с идеальными связями. Применение принципа виртуальных перемещений к свободному абсолютно твердому телу.

3. Основы механики конструкционных материалов

Общие предположения о свойствах материалов. Внешние силы. Внутренние силы. Метод сечений. Понятия о напряжениях и деформациях. Тензор напряжений. Формулы Коши. Инварианты тензора напряжений. Главные напряжения. Тензор деформаций. Уравнения неразрывности. Дифференциальные уравнения равновесия для объемного напряженного состояния. Упругость и пластичность. Закон Гука. Механические свойства конструкционных материалов. Физические основы прочности. Влияние высоких и низких температур, облучения и других факторов на механические свойства материалов. Общие требования к конструкционным материалам. Композиционные материалы. Основы теории прочности. Прочность при сложном напряженном состоянии. Критерии текучести. Критерий хрупкого разрушения. Вязкоупругое поведение материала. Понятие о ползучести и релаксации.

3. Расчеты на прочность при растяжении (сжатии)

Элементы конструкций, работающие на растяжение и сжатие. Стержни, стержневые конструкции, фермы, висячие конструкции. Статически определимые и статически неопределимые системы. Расчеты на прочность и жесткость. Энергетический метод определения перемещений. Интеграл Максвелл-Мора. Расчет статически неопределимых систем методом сил. Безмоментная теория тонкостенных осесимметричных оболочек вращения.

4. Расчеты на прочность и жесткость при изгибе

Изгиб призматического стержня. Основные гипотезы. Классификация видов изгиба. Расчеты на прочность при прямом чистом изгибе. Понятие о прямом поперечном изгибе. Рациональные формы поперечных сечений при изгибе. Стандарты на прокатные профили. Применение составных балок. Энергетический метод определения перемещений при изгибе. Статически неопределимые системы. Применение метода сил. Выбор рациональной основной системы. Использование симметрии и группировка неизвестных. Сложное сопротивление. Косой изгиб. Совместное действие изгиба и растяжения. Проверка прочности при сложном сопротивлении.
^ 4 семестр
5. Расчеты на прочность при кручении

Валы и пружины (4 часа). Кручение упругого цилиндрического стержня. Касательные напряжения и угол закручивания. Понятие о кручении стержней некругового поперечного сечения. Сочетание изгиба с кручением. Применение критериев текучести и хрупкого разрушения. Цилиндрические винтовые пружины растяжения (сжатия). Расчет на прочность. Осадка цилиндрической пружины.

6. Циклические напряжения

Переменные напряжения в элементах конструкций энергофизического оборудования. Механизм усталостного разрушения. Экспериментальное определение характеристик сопротивления усталости. Факторы, влияющие на сопротивление усталости деталей машин. Технологические методы поверхностного упрочнения. Расчеты на усталость для линейного напряженного состояния при симметричном и асимметричном циклах нагружения. Понятие об усталостной прочности при сложном напряженном состоянии. Расчет вала на прочность при нагрузках, переменных во времени. Усталостная прочность при нестационарных режимах нагружения. Понятие о малоцикловой усталости.

7. Расчеты на прочность тонкостенных конструкций. Пластины и оболочки

Предпосылки теории изгиба пластин и оболочек. Изгиб жестких пластин. Дифференциальное уравнение изгиба пластин. Граничные условия. Нормальные и касательные напряжения при изгибе пластин. Осесимметричный изгиб круговых и кольцевых пластин. Некоторые точные решения задач об изгибе прямоугольных в плане пластин. Вариационные методы расчета пластин. Осесимметричная деформация круговой цилиндрической оболочки. Дифференциальное уравнение равновесия и его интегрирование. Граничные условия. Определение напряжений. Теория краевого эффекта круговой цилиндрической оболочки.
8. Расчеты толстостенных цилиндров

Плоская осесимметричная задача теории упругости. Уравнения равновесия в напряжениях и перемещениях. Задача Ламе для плоского напряженного состояния. Применение формул Ламе к расчету толстостенных цилиндров, нагруженных внутренним и внешним давлением. Предельные возможности однослойных цилиндров, нагруженных внутренним давлением. Напряжения при посадке цилиндров с заданным натягом. Определение контактного давления. Подбор оптимальных параметров двухслойных цилиндров. Расчет многослойных цилиндров. Температурные напряжения в трубопроводах. Методы расчета трубопроводов по отраслевым стандартам.

9. Элементы динамики и устойчивости конструкций

Основные понятия теории упругой устойчивости. Устойчивые и неустойчивые состояния равновесия. Устойчивость прямолинейного стержня при продольном сжатии. Критическая сила, Формула Эйлера. Закритическое деформирование упругих стержней. Влияние начальных неправильностей на поведение сжатых стержней. Энергетический метод решения задач упругой устойчивости. Расчеты на устойчивость по коэффициенту снижения допускаемых напряжений. Рациональные формы поперечных сечений сжатых стержней.

Собственные колебания систем с конечным числом степеней свободы. Частоты и формы собственных колебаний. Свойства частот и форм собственных колебаний. Собственные колебания диссипативных систем. Логарифмический декремент колебаний. Установившиеся вынужденные колебания систем конечным числом степеней свободы. Резонанс. Динамический коэффициент. Учет диссипативных сил. Динамика распределенных систем.

^ 4.2.2. Практические занятия

3 семестр
Статика твердого тела. Произвольная плоская система сил.

Статика твердого тела. Пространственная система сил.

Определение реакций связей в стержневых системах, балках, рамах.

Напряженно-деформированное состояние. Тензор напряжений. Определение положения главных напряжений.

Обобщенный закон Гука.

Критерии текучести Треска-Сен-Венана и Губера-Мизеса. Критерий хрупкого разрушения (критерий Мора).

Расчеты на прочность и жесткость при растяжении (сжатии).

Определение усилий в плоских фермах.

Статически неопределимые стержневые системы при растяжении (сжатии).

Температурные и монтажные напряжения в статически неопределимых стержневых системах.

Применение метода сил к расчету статически неопределимых плоских ферм.

Безмоментные осесимметричные оболочки вращения.

Эпюры внутренних силовых факторов.

Расчеты на прочность при изгибе.

Определение перемещений при изгибе.

Расчет статически неопределимых систем при изгибе.

Температурные напряжения в балках.

4 семестр
Сложное сопротивление. Косой изгиб.

Совместное действие изгиба и растяжения.

Расчеты на прочность и жесткость при кручении.

Совместное действие изгиба и кручения. Расчет валов.

Расчет цилиндрических винтовых пружин растяжения (сжатия).

Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени.

Изгиб жестких пластин.

Осесимметричная деформация круговых и кольцевых пластин.

Осесимметричная деформация круговых цилиндрических оболочек.

Краевой эффект в цилиндрической оболочке.

Расчет толстостенных цилиндров, нагруженных внутренним и/или внешним давлением; температурные напряжения.

Расчет многослойных цилиндров.

Устойчивость элементов конструкций.

Собственные колебания систем с конечным числом степеней свободы.

Собственные колебания диссипативных систем.

Установившиеся вынужденные колебания дискретных систем.

Критические скорости вращающихся валов.

^ 4.3. Лабораторные работы. «Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены»

4.4. Расчетные задания

3 семестр
Расчетное задание. Статика. Основы расчетов на прочность.

Часть 1. Приведение системы векторов. Определение усилий в элементах конструкций.

Часть 2. Расчет конструкций, работающих на растяжение (сжатие) и изгиб.

4 семестр

Расчетное задание. Расчеты на прочность элементов энергетического оборудования
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы. Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.
^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций.

Практические занятия состоят из краткого обзора теоретических положений, решения и анализа задач по изучаемой теме.

^ Самостоятельная работа предполагает изучение лекционного материала, выполнение задач расчетного задания, подготовке к контрольным работам и защитам. Подготовка к зачетам и экзаменам.

^ 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, самоконтроль, контрольные работы, защиты расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины определяется преподавателем.

В приложение к диплому вносится оценка за экзамен 4 семестра.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:
^

1. Александров А.В., Потапов В.Д., Державин Б.П. Сопротивление материалов. М.: Высшая школа, 2000. 560 с.

2. Окопный Ю.А., Радин В.П.,Чирков В.П. Механика материалов и конструкций. М.: Машиностроение, 1-е издание 2001. 408 с., 2-е издание 2002. 436 с.

^

3. Сопротивление материалов / Под ред. Г.С. Писаренко. Киев : Вища школа, 1986 . 775 с.

4. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана,1999. 592 с.



б) дополнительная литература:

^

1. Ицкович Г.М., Минин Л.С. Винокуров А.И., Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. М.: «Высшая школа», 1999. 592 с.

2. Окопный Ю.А., Радин В.П., Хроматов В.Е.,Чирков В.П. Механика материалов и конструкций. Сборник задач. М.: Машиностроение, 2004. 414 с.


3. Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Энергоатомиздат, 1989. 529 с.

4. Радин В. П., Стрельникова Н. Л. Решение задач механики материалов и конструкций в системе MathCAD. М.: Изд-во МЭИ, 2000. 64 с.

^ 7.2. Электронные образовательные ресурсы

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

б) другие: «Семейство» программных комплексов АСТРА-НОВА, 2007

(версия 200707 от 20.07.2007)

^ 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 Ядерная энергетика и теплофизика, профилям подготовки: «Техника и физика низких температур», «Теплофизика»; «Термоядерные реакторы и плазменные установки»; «Атомные электрические станции и установки»
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Окопный Ю.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИТАЭ

д.т.н., профессор Комов А.Т.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ДПМ

к.т.н., доцент Кузнецов С.Ф.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины «Физика»
Рабочая программа учебной дисциплины «Физика» предназначена для изучения физики в учреждениях среднего профессионального образования,...

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика (физико-химия...
Целью дисциплины является теоретическое изучение основных физико-химических процессов в наноструктурированных материалах, позволяющих...

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины название дисциплины «Физика»

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины название дисциплины «Физика»

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины «Математика»
Фундаментальная и прикладная химия включает: исследование химических процессов, происходящих в природе или проводимых в лабораторных...

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины послевузовского профессионального...
Цель учебной дисциплины: формирование готовности к реализации компетентностного подхода в обучении физике в школе

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconПримерная программа дисциплины общая и экспериментальная физика рекомендуется...
Целью дисциплины является формирование личности будущего учителя, подготовка специалистов к преподаванию физики в современной школе,...

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа учебной дисциплины иностранный язык название учебной дисциплины
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее фгос)...

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа дисциплины экономика (наименование дисциплины)...
Рабочая программа учебной дисциплины «Экономика» подготовлена Фофановой А. Ю., к э н., доцентом кафедры экономики

Рабочая программа учебной дисциплины «прикладная физика» iconРабочая программа дисциплины избирательная система в РФ (наименование...
...



Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
ley.se-todo.com

Поиск