РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

"Ростовский государственный университет путей сообщения"

(ФГБОУ ВО РГУПС)

  УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе - начальник учебно-методического управления М.А. Кравченко

30.06.2019 г.
"Для размещения в ЭИОС настоящая РПД подписана
с использованием простой электронной подписи"

Кафедра "Основы проектирования машин"

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

1Б.В.ОД "Автоматизированные системы проектирования"

по Учебному плану

в соответствии с ФГОС ВО 3+ по направлению подготовки

15.03.03 Прикладная механика

Программа прикладного бакалавриата

Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг

Квалификация выпускника "Бакалавр"

Ростов-на-Дону

2019 г.

 



 






Автор-составитель к.т.н., доц. Феденко Алексей Алексеевич предлагает настоящую Рабочую программу дисциплины 1Б.В.ОД "Автоматизированные системы проектирования" в качестве материала для проектирования Образовательной программы РГУПС и осуществления учебно-воспитательного процесса по федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования.

Рабочая программа дисциплины рассмотрена на кафедре "Основы проектирования машин".





Экспертизу Рабочей программы дисциплины провел(а):

д.т.н., проф. Тамаркин Михаил Аркадьевич, зав.каф. «Технология машиностроения", ФГБОУ ВО ДГТУ.





Рекомендуемое имя и тип файла документа:
1БВОД_Автоматизированные с п_Б_15.03.03_во_67_ОПМ_п37999_46690.doc


Наименование, цель и задача дисциплины

Дисциплина "Автоматизированные системы проектирования".

Учебный план по Образовательной программе утвержден на заседании Ученого совета университета от 09.08.2017 № 15.

Целью дисциплины "Автоматизированные системы проектирования" является расширение и углубление подготовки в составе других базовых и вариативных дисциплин блока "Блок 1 - Дисциплины (модули)" Образовательной программы в соответствии с требованиями, установленными федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования для формирования у выпускника общепрофессиональных, профессиональных компетенций, способствующих решению профессиональных задач в соответствии с видами профессиональной деятельности, предусмотренными учебным планом и профилем подготовки "Вычислительная механика и компьютерный инжиниринг".

Для достижения цели поставлены задачи ведения дисциплины:

подготовка обучающегося по разработанной в университете Образовательной программе к успешной аттестации планируемых результатов освоения дисциплины;

подготовка обучающегося к освоению дисциплин "Междисциплинарный курс", "Проектирование технологических машин";

подготовка обучающегося к прохождению практики;

подготовка обучающегося к защите выпускной квалификационной работы;

развитие социально-воспитательного компонента учебного процесса.


Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине, соотнесенных с планируемыми результатами освоения Образовательной программы

Планируемый результат освоения дисциплины Планируемый результат освоения Образовательной программы

Знает: правила обработки экспериментов в автоматизированных системах проектирования

Умеет: обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований в автоматизированных системах проектирования

Имеет навыки: в обработке и представлении данных

ОПК-5 - умением обрабатывать и представлять данные экспериментальных исследований

Знает: приемы работы с компьютером как средством управления информацией для решения задач в области прикладной механики

Умеет: применять компьютеры как средство управления информацией для решения задач в области прикладной механики

Имеет навыки: в применении компьютеров как средства управления информацией для решения задач в области прикладной механики

ПК-11 - способностью проектировать детали и узлы с использованием программных систем компьютерного проектирования на основе эффективного сочетания передовых технологий и выполнения многовариантных расчетов

Место дисциплины 1Б.В.ОД "Автоматизированные системы проектирования" в структуре Образовательной программы

Дисциплина отнесена к Блоку 1Б Образовательной программы. Дисциплина входит в состав вариативной части (В.ОД).

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям обучающегося, необходимым для изучения данной дисциплины, соответствуют требованиям по результатам освоения предшествующих дисциплин : "Информационные технологии", "Компьютерная графика", практики.

Нормативный срок освоения Образовательной программы по очной форме обучения – 4 года. Наименование формы и срока обучения из базы данных РГУПС (вид обучения): 4 года очное бакалавриат.

Обозначение-аббревиатура учебных групп, для которых данная дисциплина актуальна: ТИБ.

Дисциплина реализуется в 6, 7 семестрах.

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам учебных занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Общая трудоемкость данной дисциплины 12 зачетных единиц (432 часа), в том числе контактная работа обучающегося с преподавателем (КРОП) с учетом ИЗ и КСР 166 часов.

Виды учебной работы Всего часов КРОП, часов Число часов в семестре
6 7
Аудиторные занятия всего и в т.ч. 140 140 60 80
Лекции (Лек) 40 40 24 16
Лабораторные работы (Лаб) 44 44 12 32
Практические, семинары (Пр) 56 56 24 32
Индивидуальные занятия (ИЗ),
контроль самостоятельной работы (КСР)
26 26 12 14
Самостоятельная работа (СРС), всего и в т.ч. 221   99 122
Контрольная работа (К)        
Реферат (Р)        
Расчетно-графическая работа (РГР)        
Курсовая работа (КР)        
Курсовой проект (КП)        
Самоподготовка 221   99 122
Контроль, всего и в т.ч. 45   9 36
Экзамен (Экз) 36     36
Зачет (За) 9   9  
Общая трудоемкость, часы 432 166 180 252
Зачетные единицы (ЗЕТ) 12   5 7

Содержание дисциплины, структурированное по темам (разделам) с указанием отведенного на них количества академических часов и видов учебных занятий

Содержание дисциплины

Семестр № 6

1. Принципы и задачи проектирования. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-11)

1.1. Основные понятия и определения: Основные понятия и определения: САПР, САПР ТП, КСАП, проектирование, объект проектирования, проект, описания объекта проектирования. Задачи автоматизации и актуальность проблемы автоматизированного проектирования технологических процессов. Классификация САПР: по применениям, по целевому назначению, по функциональным возможностям.

2. Основы автоматизированного проектирования Структура САПР. (Компетенция/и ПК-11)

2.1. Системный подход в проектировании: Системный подход в проектировании. Нисходящее, восходящее и смешанное проектирование. Структура процесса проектирования: иерархические уровни, аспекты описания, стадии проектирования. Проектные процедуры, операции, маршруты проектирования. Типовые проектные процедуры. Принципы автоматизированного проектирования. Составляющие комплекса средств автоматизации проектирования. Виды обеспечения САПР: техническое, программное, математическое, информационное, лингвистическое, организационное, методическое. Группы технического обеспечения САПР, классификация ЭВМ. Платформы ЭВМ, структура программного обеспечения. Моделирование в САПР, виды математического моделирования. Задачи математического обеспечения, оптимизация в проектировании. Формы хранения информации, файлы, базы данных. Виды баз данных, основы реляционных баз данных. Встроенные в САПР языки программирования. Методы описания технологической информации: способы кодирования, языки описания. Вычислительные сети САПР: требования, классификация, состав и структура.

3. Геометрическое моделирование. Основные виды геометрических моделей. Внутреннее представление, типы данных. (Компетенция/и ПК-11)

3.1. Моделирование: Двухмерное моделирование. Базовые элементов. Структуры данных. Примеры двумерных моделей. Трехмерное моделирование. Типы данных. Методы описания трехмерных моделей. Кусочно-аналитическое описание. Кинематический принцип (сдвиг и вращение). Булевы операции. Метод контактного соединения. Метод соединения с проникновением Описание поверхностей. Параметрическое описание, описание неявными функциями, поточечное описание. Поверхности 1-го и 2-го порядков, поверхности типа экструзий, фрактальные поверхности. Полигональные сетки. Моделирование форм с использованием вещественных функций. Криволинейные аналитически неописываемые поверхности. Способы задания. Формы Эрмита, В-сплайны, Сплайны Безье, поверхности –Кунса. Фракталы.

4. Получение проекций. (Компетенция/и ОПК-5, ПК-11)

4.1. Получение проекций: Получение параллельных проекций. Ортографические проекции, аксонометрические проекции, косоугольные проекции. Математическое описание параллельных проекций. Получение перспективных проекций. Видовое преобразование. Математическое описание перспективных проекций. Проекции с несколькими точками схода.

5. Основные методы создания реалистических изображений. (Компетенция/и ПК-11)

5.1. Алгоритмы: Алгоритмы удаления скрытых линий и поверхностей. Основные принципы. Сравнительная характеристика. Алгоритм художника. Алгоритм Z-буфер. Алгоритм плавающего горизонта. Алгоритм разбиения области. Алгоритм построчного сканирования. Алгоритм трассировки. Иерархический Z-буфер. Использование света для получения реалистических изображений. Модель освещения. Диффузное, зеркальное отражения, прозрачность. Особенности восприятия света глазом человека. Свойства света. Модель освещения. Диффузное, зеркальное отражения, прозрачность. Закраска полигональных сеток. Получение теней. Нанесение узора на трехмерную поверхность. Фактура. Фильтрация. Методы закраски полигональных сеток. Получение теней. Нанесение узора на трехмерную поверхность. Фактура. Фильтрация (билинейная, трилинейная, анизотропная). Полутоновые изображения. Работа с цветом. Цветовые модели для растровой графики. Цветовая гармония.

6. Автоматизация технологической подготовки производства. Место САПР в АСТПП. (Компетенция/и ПК-11)

6.1. Методы проектирования: Технологическая подготовка производства: основные понятия и определения. Методы реализации технологической подготовки производства. Способы автоматизации ТПП, структура различных АСТПП. Современные подходы к автоматизации ТПП. Системы классов CAPP и CAM. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов. Автоматизированная подготовка управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Семестр № 7

7. Интеграция средств автоматизации проектирования Заключение: состояние современного рынка САПР и перспективы развития. (Компетенция/и ПК-11)

7.1. CAD и CAM: Интеграция CAD и CAM: интеграция и совместимость, обмен информацией, ассоциативность геометрической и технологической модели. Проблемы, возникающие при интеграции CAD и CAM. Системы управления проектами (PDM): задачи систем управления базами данных об изделии, функциональность PDM, преимущества внедрения PDM. Интегрированные системы управления предприятием (интегрированное компьютерное производство). Системы ERP, MRP. Структура ERP, важные компоненты ERP и принципы функционирования. Преимущества внедрения ERP и MRP, предпосылки для внедрения. CALS-технологии: определение, актуальность, структура. Основные стандарты CALS, предпосылки использования CALS. CALS и PLM. Обзор наиболее распространённых отечественных и зарубежных САПР, крупнейшие компании – производители САПР. Новые направления развития: виртуальная инженерия, перспективные платформы и технические средства.

8. Общие сведения о математическом моделировании упругих систем. (Компетенция/и ПК-11)

8.1. Микромодели: Микромодели как формализация физических законов и граничные задачи. Понятие граничной задачи. Современные численные методы решения граничных задач, обзор. Метод конечных элементов, метод граничных элементов. Их сравнительные преимущества и недостатки. Метод взвешенных навязок как общий подход к сведению непрерывной задачи к дискретной.

9. Технология метода конечных элементов на примере расчёта конструкций при внешних динамических воздействиях. (Компетенция/и ПК-11)

9.1. Методы элементов: Метод конечных элементов как способ дискретизации динамической задачи. Уравнения движения в конечноэлементной формулировке. Матрицы динамических характеристик механической системы. Получение матрицы жёсткости и податливости на основе определения. Их свойства и связь. Функции формы и матрицы динамических характеристик конечных элементов. Преобразование матрицы жёсткости конечного элемента при изменении системы координат. Получение матрицы жёсткости, масс и демпфирования конструкции методом прямых жёсткостей. Пример для трёхстержневой системы. Способы учёта граничных условий. Аппроксимация граничных условий. Получение реакций в заделках. Проверка выполнения условий статического равновесия, как способ тестирования программного обеспечения. Статическое уплотнение матрицы жёсткости, как пример декомпозиционной задачи. Матрица распределённых и сосредоточенных масс. Использование этих матриц при различных требованиях к точности расчёта. Учёт внешних нагрузок в методе конечных элементов. Пример приведения распределённых нагрузок к узловым для стержня. Особенности построения математической модели колебательной механической системы на основе конечно-элементной расчётной схемы. Необходимость разработки специальных методов решения определяющих уравнений. Особенности анализа собственных частот и форм колебаний на основе метода конечных элементов. Условия ортогональности собственных форм колебаний. Нормирование форм колебаний. Упрощение уравнений колебаний при наличии и отсутствии затухания. Условия ортогональности сил затухания. Метод разложения по собственным формам колебаний при решении задачи динамики на основе конечноэлементной формулировки, как пример принципа декомпозиции. Последовательность его этапов. Методы прямого интегрирования при решении задачи динамики для модели в конечно-элементной формулировке. Метод центральных разностей. Метод Хаболта, метод Вильсона, метод Ньюмарка при решении задачи динамики для модели в конечно-элементной формулировке Способы анализа нелинейных задач. Пример анализа машиностроительной конструкции на основе конечно-элементной модели.

10. Работа с промышленными и исследовательскими конечноэлементными комплексами на примере FlexPDE. (Компетенция/и ПК-11)

10.1. Пакеты программ: Обзор промышленных конечноэлементных комплексов (ANSYS, NASTRAN, FlexPDE). "Тяжелые" и "легкие" пакеты. Обшие подходы при построении конечноэлементных комплексов. Начало работы с пакетом FlexPDE. Запуск, основное меню, типы файлов. Пример файла по расчету консольной балки, как демонстрация основных принципов работы с пакетом FlexPDE (пример файла DEF12.PDE). Основные разделы в файле FlexPDE. Способы описания границ 2D-объектов. Функции line, arc, fillet, bevel. Пример по файлу fillet.pde. Основные соотношения линейной теории упругости. Силы и напряжения. Вывод дифференциальных уравнений равновесия (уравнения Навье). Составляющие перемещения и деформации. Линейные и угловые деформации. Зависимость между линейными, угловыми деформациями и составляющими перемещений (формулы Коши). Правило знаков для составляющих деформаций. Выражение составляющих напряжений через составляющие деформаций (обратная форма закона Гука). Решение задач линейной теории упругости в FlexPDE. Расчет упругой области под действием касательных сил, приложенных к границам (пример файла DEF4.PDE). Расчет пластины с отверстием (пример файла TENSION.PDE). Оператор include. Пример включаемого файла DEFUV.PDE. Особенности задания граничных условий на примере задачи по расчету плотины. Использование цилиндрической системы координат для решения осесимметричных задач теории упругости. Уравнения теории упругости в цилиндрических координатах. Реализация расчета в цилиндрических координатах на основе FlexPDE. Задача по расчету отрезка трубы под действием внутреннего и внешнего давления на части цилиндрической границы. (пример файла DEF32.PDE).Пример включаемого файла DEFUW.PDE. Задача о расчете напряженно-деформированного состояния в материале стакана под действием налитой жидкости. Задача о расчете напряжений в торсионной тяге. Способ замены сосредоточенной силы эквивалентной ей распределенной нагрузкой на примере проушины. Постановка задачи теплопроводности. Вывод определяющих уравнений для одномерного случая. Распространение уравнений на многомерный случай. Смысл коэффициентов в определяющих уравнениях. Особенности граничных условий в задаче теплопроводности. Симметричные и периодические задачи. Упрощение расчетной схемы при наличии симметрии или периодичности. Пример задачи о расчете прямоугольной области, подверженной сжатию по торцам. Возможные расчетные схемы для решения этой задачи. Примеры PDE-файлов, реализующих описанные расчетные схемы. Сравнение результатов расчета с аналитическим решением. Необходимость тестирования при решении граничных задач. Сведение к упрощенным расчетным схемам как простейший способ тестирования. Использование FlexPDE для решения задачи теплопроводности. Задача о распределении температуры в материале инсулятора вокруг трубопроводов с жидкостями разных температур. Уравнения теплопроводности для нестационарной задачи. Нелинейности в уравнениях теплопроводности. Наличие точечных источников. Использование функции TABLE пакета FlexPDE для задания дискретных значений входных данных. Уравнеия связанной термоупругости. Задача об изгибе биметаллической пластины на основе пакета FlexPDE. Решение пространственных задач средствами FlexPDE. Особенности описания геометрии для 3D-моделей средствами FlexPDE. Примеры трехмерных задач на основе задачи теплопроводности.


Отведенное количество часов по видам учебных занятий и работы

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Трудоемкость в часах по видам занятий
Лекции Практические занятия, семинары Лабораторные работы Самоподготовка
1 4     18
2 4     18
3 4 8 4 18
4 4 8 4 18
5 4 8 4 18
6 4     9
7 4     30
8 2     28
9 6 16 16 30
10 4 16 16 34
Итого 40 56 44 221
В т.ч. по интерактивным формам 10 28 28  

Лабораторный практикум

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование лабораторных работ Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 6
3 AutoCAD: Пользовательский интерфейс системы Основы создания чертежа Создание видов Создание разрезов Создание размеров Работа с текстом. 4
4 AutoCAD: Построение твердотельных примитивов Модифицирование и редактирование тел. AutoCAD: Экспорт в формате JGES. 2
AutoCAD: Экспорт в формате X_T (Parasolid). Основы интерфейса системы "SolidWorks Создание эскизов в системе "SolidWorks Создание моделей в среде "SolidWorks" на основе одноконтурного эскиза 2
5 Создание моделей в среде "SolidWorks" с использованием нескольких эскизов Создание моделей в среде "SolidWorks" с использованием конфигураций Оформление чертежей в среде "SolidWorks 2
Моделирование сборок SolidWorks: Экспорт в формате JGES. Создание моделей в среде "SolidWorks" с использованием нескольких эскизов SolidWorks: Экспорт в формате X_T (Parasolid). 2
Семестр № 7
9 Знакомство с системой ANSYS. Работа с препроцессором. Построение геометрической части модели 3D объекта в среде ANSYS на примере упора. 2
Работа с препроцессором. Задание материалов. Выбор КЭ в ANSYS. Разбиение конструкции на трехмерные конечные элементы. Задание граничных условий (закрепление и внешних нагрузок для конструкции). 2
Работа с решателем. Задание опций. Вызов решателя. Получение результатов. Работа с построцессором. Просмотр деформированного состояния конструкции. Просмотр напряженного состояния конструкции. Вывод напряжений по Мизезу, главных напряжений. Интерпретация результатов. Способы сохранения результатов расчета в виде графических картин и текстовых файлов. Модификация модели при изменении граничных условий (ослабление одной или нескольких болтовых затяжек). Выполнение вариантных расчетов. Подготовка отчета и защита работы. 4
Самостоятельная разработка конечно-элементной модели по представленной реальной 3D-детали в виде натурного образца. Способы работы в специальных системах координат для удобного описания геометрических объектов. Построение этой детали в среде ANSYSWORKBENCH. Экспортирование геометрической части модели из ANSYS в ANSYSWORKBENCH. 2
Работа со стержневыми моделями конструкций в ANSYS на примере расчета консольной балки и рамы велосипеда. Построение эпюр перерезывающих сил, изгибающих моментов и других силовых факторов путем создания таблиц с использованием встроенных указателей для конкретных типов конечных элементов. 2
Самостоятельное построение в ANSYS модели балочной конструкции и получение результатов расчета по индивидуальным данным. 2
Моделирование напряженно-деформированного состояния упругой конструкции средствами FlexPDE. Освоение основных средств визуализации результатов расчета. Расчет конструкции в ANSYS при больших перемещениях. 2
10 Расчет напряжений в теле плотины средствами FlexPDE. Особенности задания граничных условий при переменных в пространстве распределенных нагрузках. Расчет конструкции в ANSYS при динамических нагрузках. 2
Решение симметричной задачи средствами FlexPDE. Особенности задания граничных условий в случае симметричных задач для упругих систем. Подготовка модели в виде командного файла в ANSYS. 2
Решение задачи о распределении температуры средствами FlexPDE. Особенности формирования граничных условий разного типа для задачи теплопроводности. 2
Построение оптимизационной модели на основе командного файла в ANSYS.. 2
Решение задачи связанной термоупругости средствами FlexPDE. Решение температурной задачи в ANSYS. 2
Расчет напряжений в теле плотины средствами FlexPDE. Особенности задания граничных условий при переменных в пространстве распределенных нагрузках. Расчет конструкции в ANSYS при динамических нагрузках. 2
Моделирование рамы транспортного средства в ANSYS 4

Практические занятия (семинары)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование (тематика) практических работ, семинаров Трудоемкость аудиторной работы, часы
Семестр № 6
3 AutoCAD: Пользовательский интерфейс системы Основы создания чертежа Создание видов Создание разрезов Создание размеров Работа с текстом. 8
4 AutoCAD: Построение твердотельных примитивов Модифицирование и редактирование тел. 2
Основы интерфейса системы "SolidWorks Создание эскизов в системе "SolidWorks 2
Создание моделей в среде "SolidWorks" на основе одноконтурного эскиза 2
Создание моделей в среде "SolidWorks" с использованием нескольких эскизов 2
5 Создание моделей в среде "SolidWorks" с использованием конфигураций 4
Оформление чертежей в среде "SolidWorks 2
Моделирование сборок 2
Семестр № 7
9 Формулировка краевых задач в линейной теории упругости. Система дифференциальных уравнений. Граничные условия. 4
Векторная форма определяющих соотношений для изотропного и орторопного упругого тела. Плоская задача, осесимметричная задача. 4
Конечноэлементная дискретизация. Конечные элементы. Матрицы жесткости, масс и демпфирования. 4
Решение системы линейных уравнений метода конечных элементов (МКЭ). 4
10 Статический анализ в МКЭ, узловое и элементное решение. Анализ напряжений. 4
Модальный и гармонический анализ в МКЭ. Нестационарный анализ 4
Нелинейные модели, физические и геометрические нелинейности. Учет пластических деформаций 4
Связанные механичесские и физические поля. Термоупругость, электроупругость, магнитоупругость 4

Самостоятельное изучение учебного материала (самоподготовка)

Вид обучения: 4 года очное бакалавриат

Номер раздела данной дисциплины Наименование тем, вопросов, вынесенных для самостоятельного изучения Трудоемкость внеаудиторной работы, часы
Семестр № 6
1 Классификация САПР: по применениям, по целевому назначению, по функциональным возможностям. 18
2 Формы хранения информации, файлы, базы данных. Виды баз данных, основы реляционных баз данных. Встроенные в САПР языки программирования. Методы описания технологической информации: способы кодирования, языки описания. Вычислительные сети САПР: требования, классификация, состав и структура. 18
3 Моделирование форм с использованием вещественных функций. Криволинейные аналитически неописываемые поверхности. Способы задания. Формы Эрмита, В-сплайны, Сплайны Безье, поверхности –Кунса. Фракталы. 18
4 Получение перспективных проекций. Видовое преобразование. Математическое описание перспективных проекций. Проекции с несколькими точками схода. 18
5 Закраска полигональных сеток. Получение теней. Нанесение узора на трехмерную поверхность. Фактура. Фильтрация. Методы закраски полигональных сеток. Получение теней. Нанесение узора на трехмерную поверхность. Фактура. Фильтрация (билинейная, трилинейная, анизотропная). Полутоновые изображения. Работа с цветом. Цветовые модели для растровой графики. Цветовая гармония. 18
6 Системы классов CAPP и CAM. Методы автоматизированного проектирования технологических процессов. Автоматизированная подготовка управляющих программ для оборудования с ЧПУ 9
Семестр № 7
7 Системы управления проектами (PDM): задачи систем управления базами данных об изделии, функциональность PDM, преимущества внедрения PDM. Интегрированные системы управления предприятием (интегрированное компьютерное производство). Системы ERP, MRP. Структура ERP, важные компоненты ERP и принципы функционирования. Преимущества внедрения ERP и MRP, предпосылки для внедрения. 30
8 Метод конечных элементов, метод граничных элементов. Их сравнительные преимущества и недостатки. Метод взвешенных навязок как общий подход к сведению непрерывной задачи к дискретной 28
9 Методы прямого интегрирования при решении задачи динамики для модели в конечно-элементной формулировке. Метод центральных разностей. Метод Хаболта, метод Вильсона, метод Ньюмарка при решении задачи динамики для модели в конечно-элементной формулировке. 30
10 Использование FlexPDE для решения задачи теплопроводности. Задача о распределении температуры в материале инсулятора вокруг трубопроводов с жидкостями разных температур. Уравнения теплопроводности для нестационарной задачи. Нелинейности в уравнениях теплопроводности. Наличие точечных источников. Использование функции TABLE пакета FlexPDE для задания дискретных значений входных данных. Уравнеия связанной термоупругости. Задача об изгибе биметаллической пластины на основе пакета FlexPDE. 34

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике [Текст] : для инженеров, студентов, аспирантов и преподавателей / А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов и др. - СПб. : БХВ-Петербург, 2006. - 799 с. : ил., прил + 1 CD-ROM. - Библиогр.: 30 назв. - Предм. указ. - ISBN 5-94157-558-0 : ЭБС РГУПС

Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине

Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения Образовательной программы

Компетенция Указание (+) этапа формирования в процессе освоения ОП (семестр)
6 7
ОПК-5 +  
ПК-11 + +

Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования

Компе-
тенция
Этап
формирования
ОП (семестр)
Показатель оценивания Критерий оценивания
ОПК-5 6 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
ПК-11 6 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
7 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Описание шкал оценивания компетенций

Значение оценки Уровень освоения компетенции Шкала оценивания (для аттестационной ведомости, зачетной книжки, документа об образования) Шкала оценивания (процент верных при проведении тестирования)
Балльная оценка - "удовлетворительно". Пороговый Оценка «удовлетворительно» выставляется обучающемуся, который имеет знания только основного материала, но не усвоил его деталей, допускает неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 59%
Балльная оценка - "хорошо". Базовый Оценка «хорошо» выставляется обучающемуся, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу его излагающему, который не допускает существенных неточностей в ответе, правильно применяет теоретические положения при решении практических работ и задач, владеет необходимыми навыками и приемами их выполнения. От 60% до 84%
Балльная оценка - "отлично". Высокий Оценка «отлично» выставляется обучающемуся, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого тесно увязываются теория с практикой. При этом обучающийся не затрудняется с ответом при видоизменении задания, показывает знакомство с литературой, правильно обосновывает ответ, владеет разносторонними навыками и приемами практического выполнения практических работ. От 85% до 100%
Дуальная оценка - "зачтено". Пороговый, Базовый, Высокий Оценка «зачтено» выставляется обучающемуся, который имеет знания, умения и навыки, не ниже знания только основного материала, может не освоить его детали, допускать неточности, недостаточно правильные формулировки, нарушения последовательности изложения программного материала и испытывает трудности в выполнении практических навыков. От 40% до 100%
Балльная оценка - "неудовлетворительно", Дуальная оценка - "не зачтено". Не достигнут Оценка «неудовлетворительно, не зачтено» выставляется обучающемуся, который не знает значительной части программного материала, допускает ошибки, неуверенно выполняет или не выполняет практические работы. От 0% до 39%

Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы

Типовые контрольные задания

Курсовые проекты (работы)

Не предусмотрено.


Контрольные работы, расчетно-графические работы, рефераты

Не предусмотрено.


Перечни сопоставленных с ожидаемыми результатами освоения дисциплины вопросов (задач):

Зачет. Семестр № 6

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) Классификация САПР по назначению.
2) Классификация САПР по функциональным возможностям.
3) Принципы автоматического проектирования
4) Типовые проектные процедуры.
5) Системный подход в проектировании.
6) Виды баз данных используемых в САПР
7) Языки программирования в САПР.
8) Вычислительные сети САПР

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Построение двумерных моделей
2) Использование базовых элементов
3) Построение трехмерных моделей
4) Расчет линии соприкосновения двух поверхностей.
5) Использование кусочно-аналитического описания
6) Использование Булевых операций
7) Использование B-сплайнов
8) Использование сплайнов Безье

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) Методика 2D моделирования.
2) Методика 3D моделирования
3) Методика получения проекций
4) Использования алгоритмов удаления скрытых линий и поверхностей
5) Использования света для получения реалистических изображений
6) Использовать методы проектирования
7) Автоматизированное проектирование технологических процессов.

Экзамен. Семестр № 7

Вопросы для оценки результата освоения "Знать":

1) МКЭ. Конечный элемент, геометрия и узлы.
2) Узловые степени свободы.
3) Порядок аппроксимации.
4) Скалярные и векторные задачи.
5) Причины ошибок и пути их преодоления.
6) L – координаты и функции формы треугольных и тетроидальных КЭ.
7) Серендипово семейство КЭ.
8) Лагранжевы КЭ.
9) Линейные функции формы стержневого элемента.
10) Узловые степени свободы в плоской задаче
11) Функции формы для треугольного трехузлового элемента.
12) Вычисление локальной матрицы жесткости.
13) Конечные элементы для пластин, узловые степени свободы.
14) Узловые степени свободы в связанных задачах.
15) Структура матриц жесткости и масс.
16) Квадратурные формулы для определенных двойных и тройных интегралов.
17) Разрешающие СЛАУ, форма и проблема хранения.
18) Типы анализа. Статические и стационарные задачи.
19) Модальный анализ, обобщенная задача на собственные значения.
20) Гармонический анализ.
21) Нестационарный анализ.
22) Понятие о других численных методах. Фундаментальные решения.
23) Граничные интегральные уравнения.
24) Метод граничных элементов.
25) Разностные схемы и аппроксимация производных.
26) Понятие целевых функций.
27) Основные блоки алгоритма.
28) Градиентные методы оптимизации.
29) Вероятностные методы оптимизации.
30) Метод штрафных функций.

Вопросы для оценки результата освоения "Уметь":

1) Формулировать краевые задачи механики.
2) Начальные условия в теории упругости и теплопроводности.
3) Типы граничных условий в теории упругости.
4) Типы граничных условий в теплопроводности.
5) Аналитические, численно аналитические и численные методы решения краевых задач.
6) Применять CAE пакеты для решения задач проектирования.
7) Решать статические и стационарные задачи.
8) Проводить модальный анализ.
9) Проводить гармонический анализ.
10) Проводить нестационарный анализ.

Вопросы для оценки результата освоения "Иметь навыки":

1) В математической постановке задач проектирования и расчета.

2) Строгая постановка краевой задачи.

3) Обобщенная постановка.

4) Слабая постановка.

5) Плоская задача теории упругости.

6) Осесимметричная задача теории упругости.

7) Пространственная задача теории упругости.

8) Стержневые конструкции.

9) Оболочечные конструкции.

10) Применение CAD-CAE технологии в задачах проектирования.

11) Оценка динамических характеристик конструкций.

12) Оценка напряженно деформированного состояния конструкции.


Методические материалы, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций

№ п/п Библиографическое описание
1 Методические указания, определяющие процедуру оценивания знаний, умений, навыков, характеризующих этапы формирования компетенций. Ресурс ЦМКО РГУПС.

Для каждого результата обучения по дисциплине определены

Показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования

Резуль-
тат
обуче-
ния
Компе-
тенция
Этап
формиро-вания в
процессе
освоения
ОП
(семестр)
Этапы
формирования
компетенции
при изучении
дисциплины
(раздел
дисциплины)
Показатель
сформиро-
ванности
компетенции
Критерий
оценивания
Знает, Умеет, Имеет навыки ОПК-5 6 1, 4 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
4 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
4 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
Знает, Умеет, Имеет навыки ПК-11 6 1, 2, 3, 4, 5, 6 Дуальная оценка на зачете - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
3, 4, 5 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
3, 4, 5 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.
7 7, 8, 9, 10 Балльная оценка на экзамене - полнота усвоения материала,
- качество изложения материала,
- правильность выполнения заданий,
- аргументированность решений.
9, 10 Выполненное практическое задание - правильность выполнения заданий.
9, 10 Выполненная лабораторная работа - правильность выполнения заданий.

Шкалы и процедуры оценивания

Значение оценки Уровень
освоения
компетенции
Шкала оценивания
(для аттестационной
ведомости, зачетной
книжки, документа
об образовании)
Процедура оценивания
Балльная оценка -
"отлично",
"хорошо",
"удовлетворительно".
Дуальная оценка -
"зачтено".
Пороговый, Базовый, Высокий В соответствии со шкалой оценивания в разделе РПД "Описание шкал оценивания компетенций" Экзамен (письменно-устный).
Зачет (письменно-устный).
Выполнение практического задания в аудитории.
Выполнение лабораторной работы (подготовка отчета).
Балльная оценка -
"неудовлетворительно".
Дуальная оценка -
"не зачтено".
Не достигнут

Перечень основной и дополнительной учебной литературы, необходимой для освоения дисциплины

Основная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Майба И.А. Автоматизированные системы проектирования: учеб. пособие / И.А. Майба, С.А. Вялов; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д, 2016. - 59 с. НТБ РГУПС

Дополнительная литература

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Майба, И. А. Компьютерные технологии проектирования транспортных машин и сооружений [Текст] : учеб. пособие для вузов / И. А. Майба ; Учеб.-метод. центр по образованию на ж.-д. трансп. - М. : [б. и.], 2014. - 119 с. : ил., схемы, табл. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 978-5-89035-692-5 : Рек. Эксперт. советом по рецензированию Моск. гос. ун-та путей сообщ. ЭБС Ирбис НТБ РГУПС
2 Сладковский, А. В. Решение задач механики железнодорожного транспорта с помощью МКЭ [Текст] : монография / А.В. Сладковский, М. Ситаж, Ю.Р. Мартыненко. - Днепропетровск : Новая идеология, 2002. - 219 с. : ил. - Библиогр.: 27 назв. - ISBN 966-8050-03-7 НТБ РГУПС

Электронные образовательные ресурсы в сети "Интернет"

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://rgups.ru/. Ресурс ЭИОС РГУПС
2 http://www.iprbookshop.ru/. Электронно-библиотечная система "IPRBooks"
3 https://www.biblio-online.ru/. Электронно-библиотечная система "Юрайт"
4 http://www.umczdt.ru/. Электронная библиотека "УМЦ ЖДТ"
5 http://jirbis2.rgups.ru/jirbis2/. Электронно-библиотечная система РГУПС
6 https://rgups.public.ru/. Электронная библиотека "public.ru"

Профессиональные базы данных и информационно-справочные системы

№ п/п Адрес в Интернете, наименование
1 http://www.glossary.ru/. Глоссарий.ру (служба тематических толковых словарей)
2 http://www.consultant.ru/. КонсультантПлюс

Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

№ п/п Библиографическое описание Ресурс
1 Феденко А.А. Учебно-наглядное пособие - тематические иллюстрации по дисциплине "Автоматизированные системы проектирования". РГУПС. - Ростов н/Д, 2019. ЭИОС РГУПС
2 Гуськова, М. В. Автоматизированное проектирование транспортных средств в системе AutoCAD 2000 [Текст] : метод. указ. к курсовой работе / М.В. Гуськова, Г.В. Стрельченко ; РГУПС. - Ростов н/Д : [б. и.], 2002. - 30 с. : ил., прил. - Библиогр НТБ РГУПС

Перечень информационных технологий, включая перечень ПО и информационных справочных систем

№ п/п Наименование Произ-
во
1 Операционная система ОС Microsoft Windows. Офисное программное обеспечение Microsoft Office. Общесистемное ПО Acrobat Reader. И
2 Система автоматизированного проектироавния (САПР) О

О - программное обеспечение отечественного производства

И - импортное программное обеспечение


Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Помещения(аудитории):

учебные аудитории для проведения учебных занятий;

помещения для самостоятельной работы.

Для изучения настоящей дисциплины в зависимости от видов занятий используется:

Учебная мебель;

Технические средства обучения (включая стационарный либо переносной набор демонстрационного оборудования);

Персональные компьютеры.

Самостоятельная работа обучающихся обеспечивается компьютерной техникой с возможностью подключения к сети "Интернет" и ЭИОС.


"____" _________________20___г.


Код РПД: 46690.