Скачать 115.84 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФМОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 151600 Прикладная механика Профиль подготовки: Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры Квалификация (степень) выпускника: магистр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА"
Москва – 2011 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов расчета нелинейных колебаний деталей машин и элементов конструкций, находящихся в условиях динамического нагружения. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла M.2 основной образовательной программы подготовки магистров по профилю «Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры» направления 151600 Прикладная механика. Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Высшая математика», «Аналитическая динамика и теория колебаний», «Динамика машин». Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской выпускной квалификационной работы. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции: 10 семестр 1. Общие сведения о нелинейных механических системах Понятие динамической системы. Природа нелинейных сил и их характеристики. Классификация динамических систем. Типы нелинейных механических систем и особенности нелинейных колебаний. Автоколебательные системы. Понятие об устойчивости, грубости, чувствительности динамических систем. Устойчивость предельных циклов и вынужденных колебаний нелинейной системы. 2. Качественная теория нелинейных колебаний Общая теория поведения траекторий на фазовой плоскости. Предельные траектории и их классификация. Элементы теории бифуркаций динамических систем на плоскости. Странные аттракторы. Примеры исследования нелинейных механических систем методами качественной теории. Кусочно-линейные системы и их исследование методом точечных преобразований. Отображения Пуанкаре, метод показателей Ляпунова. 3. Математические методы анализа нелинейных колебательных систем Аналитические и численные методы расчета нелинейных динамических систем. Случай точной интегрируемости уравнений движения. Некоторые аналитические методы: метод Ван-дер-Поля, метод Пуанкаре, метод Крылова-Боголюбова. Примеры применения аналитических методов. Вариационный метод Бубнова-Галеркина. Численные методы расчета нелинейных динамических систем и их реализация в вычислительном пакете инженерных и научных расчетов MATLAB. Имитационное моделирование задач нелинейной динамики c использованием системы Simulink. Расчет нелинейных механических систем при случайных воздействиях. 4. Хаотические колебания в детерминистических нелинейных системах Простейшие модели хаоса и теоретические критерии его возникновения. Количественные меры хаоса. Гомоклинические структуры. Численное исследование хаотических движений в нелинейных параметрических и неконсервативных системах с помощью сечений Пуанкаре. 5. Фрактальные представления в нелинейной динамике Фрактальные размерности. Меры фрактальной размерности. Связь между фрактальной размерностью, информационной энтропией и показателями Ляпунова. Определение фрактальной размерности для динамических процессов. 4.2.2. Практические занятия 10 семестр Методы исследования устойчивости движения нелинейных систем. Исследование фазовых портретов простейших динамических систем. Построение предельных циклов методом точечных преобразований. Решение задач нелинейной динамики с использованием аналитических и численных методов. Исследование закритического поведения неконсервативных систем методами нелинейной динамики. 4.3. Лабораторные работы (Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены) 4.4. Расчетные задания Разработка алгоритмов и программ на языке системы MATLAB, а также схем имитационного моделирования в системе Simulink для расчета сложных нелинейных конструкций на динамические воздействия. 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы (Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен) 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме, а также с использованием презентаций. Презентации лекций содержат модели нелинейных конструкций, разработанных с использованием системы инженерных и научных расчетов MATLAB и иллюстрирующих поведение нелинейных систем при динамическом нагружении. Практические занятия проводятся в традиционной форме, а также в компьютерном классе, где студенты осваивают алгоритмизацию численных методов расчета и имитационного моделирования нелинейных механических систем. Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольной работе, выполнение расчетного задания, подготовку к зачету и экзамену. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольная работа, устный опрос, защита реферата, защита расчетного задания. Аттестация по дисциплине – зачет. Оценка за освоение дисциплины, определяется как среднее арифметическое из оценки за расчетное задание и контрольную работу. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература а) основная литература:
б) дополнительная литература:
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Программный комплекс «МАТЛАБ 2009», (дог. с ЗАО «СОФТЛАЙН» №TY034154-M87 от 27 октября 2009 г.) www.matworks.com; www.exponenta.ru. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие компьютерного класса и учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 151600 «Прикладная механика» и профилю Динамика и прочность машин, приборов и аппаратуры. ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: к.т.н., профессор Радин В.П. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой Динамики и прочности машин им. В.В.Болотина к.т.н., доцент Кузнецов С.Ф. |