проектирование сварных конструкций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА (Национальный Исследовательский Университет)
имени И.М. ГУБКИНА
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
_____________________ Кошелев В.Н.
«____» _____________ 2016г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Направление подготовки
15.03.01 МАШИНОСТРОЕНИЕ
Профили подготовки
«Оборудование и технология сварочного производства»
Квалификация выпускника
Бакалавр
Форма обучения
Очная
Москва 2016
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения дисциплины - привить будущим инженерам знания и умения,
необходимые для участия в проектировании сварных конструкций в качестве
экспертов, способных дать оценку технологических возможностей изготовления
конструкции и обеспечения требуемых характеристик прочности и надежности
сварных соединений.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВО
Дисциплина
«Проектирование
сварных
конструкций»
относится
к
дисциплинам профилизации по программе «Оборудование и технология сварочного
производства» по направлению «Машиностроение».
Дисциплина базируется на курсах цикла естественно-научных дисциплин ,
входящих в модули Математика, Сопротивление материалов, читаемых в 1-4
семестрах.
3.
КОМПЕТЕНЦИИ
ОБУЧАЮЩЕГОСЯ,
ФОРМИРУЕМЫЕ
В
РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В процессе освоения данной дисциплины студент формирует и демонстрирует
следующие
общекультурные
(ОК),
общепрофессиональные(ОПК)
и
профессиональные (ПК) компетенции при освоении ООП ВО, реализующей ФГОС
ВО:
- способностью использовать основы философских знаний для формирования
мировоззренческой позиции (ОК-1);
- способностью использовать основы экономических знаний в различных
сферах деятельности (ОК-3);
- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7);
- осознанием сущности и значения информации в развитии современного
общества (ОПК-2);
- владением основными методами, способами и средствами получения,
хранения, переработки информации (ОПК-3);
- способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности
2
на основе информационной и библиографической культуры с применением
информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований
информационной безопасности (ОПК-5).
-
способностью
к
систематическому
изучению
научно-технической
информации, отечественного и зарубежного опыта по соответствующему профилю
подготовки (ПК-1);
- умением учитывать технические и эксплуатационные параметры деталей и
узлов изделий машиностроения при их проектировании (ПК-5);
- умением использовать стандартные средства автоматизации проектирования
при проектировании деталей и узлов машиностроительных конструкций в
соответствии с техническими заданиями (ПК-6);
- способностью оформлять законченные проектно-конструкторские работы с
проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации
стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-7);
- умением проводить предварительное технико-экономическое обоснование
проектных решений (ПК-8);
- умением проводить патентные исследования с целью обеспечения патентной
чистоты новых проектных решений и их патентоспособности с определением
показателей технического уровня проектируемых изделий (ПК-9);
- умением применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере
профессиональной
деятельности,
проводить
анализ
причин
нарушений
технологических процессов в машиностроении и разрабатывать мероприятия по их
предупреждению (ПК-10);
- способностью обеспечивать технологичность изделий и процессов их
изготовления; умением контролировать соблюдение технологической дисциплины
при изготовлении изделий (ПК-11);
-
способностью
разрабатывать
технологическую
и
производственную
документацию с использованием современных инструментальных средств (ПК-12);
- способностью обеспечивать техническое оснащение рабочих мест с
размещением
технологического
оборудования;
умением
осваивать
вводимое
оборудование (ПК-13);
- способностью участвовать в работах по доводке и освоению технологических
3
процессов в ходе подготовки производства новой продукции, проверять качество
монтажа и наладки при испытаниях и сдаче в эксплуатацию новых образцов изделий,
узлов и деталей выпускаемой продукции (ПК-14);
-
умением
проверять
техническое
состояние
и
остаточный
ресурс
технологического оборудования, организовывать профилактический осмотр и
текущий ремонт оборудования (ПК-15);
- умением выбирать основные и вспомогательные материалы и способы
реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные
методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий
машиностроения (ПК-17);
- умением применять методы стандартных испытаний по определению
физико-механических
свойств и
технологических показателей используемых
материалов и готовых изделий (ПК-18);
-
умением
составлять
техническую
документацию
(графики
работ,
инструкции, сметы, планы, заявки на материалы и оборудование) и подготавливать
отчетность по установленным формам, подготавливать документацию для создания
системы менеджмента качества на предприятии (ПК-21);
- готовностью выполнять работы по стандартизации, технической подготовке
к
сертификации
материалов,
технических
организовывать
средств,
систем,
метрологическое
процессов,
обеспечение
оборудования
и
технологических
процессов с использованием типовых методов контроля качества выпускаемой
продукции (ПК-23);
-
умением
составлять
заявки
на
оборудование
и
запасные
части,
подготавливать техническую документацию на ремонт оборудования (ПК-26).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать
следующие результаты образования:
Студент должен знать:

область применения, технические и экономические преимущества
сварных конструкций ПК-6, (ПК-17; ПК-18);

материалы, применяемые для сварных конструкций и возможные
изменения их механических свойств под влиянием термодеформационного цикла
4
сварки (ПК-6, ПК-18);
методы расчета сварных соединений в зависимости от условий их

работы в конструкции (ПК-5, ПК-18);
методы оценки напряжённо-деформированного состояния различных

зон сварного соединения; механизм образования напряжений и деформаций при
сварке и приемы устранения их негативного влияния на работоспособность
конструкции (ПК-5, ПК-18);
методы оценки и приемы обеспечения заданного уровня прочности и

надежности сварных соединений (ПК-5, ПК-18);
приемы обеспечения технологичности конструкции на стадии ее

проектирования;
компьютерные методы моделирования при проектировании сварных

соединений (ПК-5, ПК-23, ПК-26).
Студент должен уметь:
произвести

расчет
прочности
сварного
соединения и составить
технологическую часть задания на проектирование сварной конструкции (ПК-5, ПК23, ПК-26);

оценить принятые при проектировании конструкции решения с позиции
обеспечения прочности, надежности и технологичности сварных соединений и
внести обоснованные предложения, направленные на их совершенствование (ПК-3,
ПК-11, ПК-13);

проводить исследования работоспособности сварных соединений (ПК-1,
ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8).
Студент должен владеть:

навыками расчета напряженного состояния стоек, балок, оболочковых
конструкций (ПК-5);

сварных
имеет представление об основных технико-экономических показателей
конструкций,
требованиях
стандартов
и
портативно-технической
документации на проектно-конструкторские работы (ПК-5,7,8).
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц 144 часов
5
Неделя семестра
Раздел (темы) дисциплины
Семестр
№
п/п
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов
и трудоемкость (в часах)
ПЗ
Л
ЛР
СР
(С)
Коды
компетенций
Формы текущего
контроля успеваемости
(по неделям семестра)
Форма промежуточной
аттестации
(по семестрам)
Часть 1
1-
1.
Проектирование
сварных конструкций
6
1.1
Введение
6
Материалы,
1.2 применяемые для
сварных конструкций
34 17 34
29
1
2
1
2
0
6
2
2
1
2
2
17
1.3
Типы сварных
соединений
6
3
2
1
2
2
1.4
Механические
характеристики
сварных соединений
6
4
2
1
2
0
1.5
Основы проектирования
сварных соединений
6
5
2
1
2
10
Методы анализа
напряженно1.6
деформированного
состояния
6
6
2
1
2
0
Проектный расчет
сварных соединений
1.7
при статических
нагрузках
6
7
2
1
2
2
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
ДИФФ.ЗАЧЕТ
ЛР1
ЛР2
ЛР3
ПР1
ЛР4
ЛР5
6
Распределение
напряжений в сварных
1.8
соединениях под
внешней нагрузкой
6
8
2
1
2
0
1.9
Собственные
напряжения в сварных
соединениях
6
9
2
1
2
2
1.10
Сварочные деформации
и перемещения
6
10
2
1
2
1
1.11
Прочность сварных
соединений при
переменных нагрузках
6
11
2
1
2
0
1.12
Хрупкое разрушение
сварных соединений
6
12
2
1
2
10
Прочность сварных
соединений,
1.13
работающих при
высоких температурах
6
13
2
1
2
0
Проработка вопросов
технологичности на
1.14
стадии проектирования
конструкции
6
14
2
1
2
0
6
15
16
4
2
4
0
6
17
2
1
2
0
Примеры
проектирования
1.15
сварных конструкций
различных типов
1.16
Заключение
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
ЛР6
ЛР7
ЛР8
ЛР9
ПР2
ЛР10
ЛР11
7
21,23
Часть 2
2.
Курсовой
ПСК
проект
по
17
18
0
0
0
30
ОК-1;
ОПК-2,5;
ПК10,11,13,14,17,
21,23
Защита курсового
проекта
4.1 Содержание разделов дисциплины
1. Введение
Области применения неразъемных соединений; композитные детали и
конструкции (создание деталей с заданными свойствами на отдельных участках,
наплавка, нанесение покрытий); повышение технологичности за счет применения
сварки (сварно-литые, сварно-кованные, сварно-штампованные детали и др.)
Классификация сварных конструкций.
2. Материалы, применяемые для сварных конструкций.
Критерии их выбора из условий эксплуатации конструкции и технологам
изготовления. Механические характеристики конструкционных материалов. Понятие
удельная прочность, область рационального применения материалов с высокой
удельной прочностью. Общая характеристика сталей, применяемых для сварных
конструкций
в
различных
отраслях
промышленности
и
строительства
(низкоуглеродистые, низколегированные, легированные стали, стали и сплавы со
специальными свойствами).
3. Типы сварных соединений.
Классификация сварных швов и соединений. Геометрические параметры
сварных стыковых соединений при сварке плавлением. Рациональная разделка
кромок для сварки деталей большой толщины (узкая, щелевая и др.).
4. Механические характеристики сварных соединений. Изменение свойств
металла
под
влиянием
сварки.
Химическая,
структурная,
механическая
неоднородность и методы оценки свойств локальных зон сварного соединения.
Макро- и микронеоднородность механических свойств сварного соединения.
Стандартные методы механических испытаний сварных соединений. Паяные
соединения, методы испытания, факторы, определяющие механические свойства.
5. Основы проектирования сварных соединений.
8
Понятие прочность, надежность, технологичность сварных конструкций:
проблемы одновременного удовлетворения требованиям прочности, надежности и
технологичности. Проектный расчет и его задачи. Проверочный расчет, анализ
принятых решений с позиции предотвращения разрушения.
6. Методы анализа напряженно-деформированного состояния.
Аналитические методы. Общие представления о методах теории упругости и
пластичности, строительной механики, сопротивления материалов и области
рационального использования их для расчета прочности сварных соединений.
7. Проектный расчет сварных соединений при статических нагрузках.
Расчет и проектирование сварных соединений оболочковых конструкций.
8. Распределение напряжений в сварных соединениях под внешней
нагрузкой.
Влияние локального НДС на работоспособность сварного соединения.
Распределение напряжений в сварных стыковых, угловых, тавровых соединениях.
Влияние на НДС шва его геометрических параметров (ширины и высоты усиления,
размеров катетов, геометрии зоны перехода от шва к основному металлу). Влияние
на НДС искажений геометрии сварного соединения (смещения и угловатости
кромок). Распределение напряжений в соединениях с фланговыми швами и в паяных
соединениях. Влияние упругой податливости элементов соединения на характер
распределения напряжений в соединении.Распределение напряжений в соединениях,
выполненных контактной (точечной, шовной) сваркой, клеесварных соединениях и
соединениях с прерывистыми швами.
Локальное НДС в зонах с резким изменением геометрии сечения; в зонах
расположения несплошностей и включений в сварных соединениях (типа пор,
подрезов, несплавлений, непроваров. неметаллических включений и др.): в зонах
перехода от шва к основному металлу. Сравнительный анализ влияния на прочность
внутренних дефектов и дефектов, выходящих на поверхность сварного соединения.
Использование методов механики разрушения для оценки НДС. Принципы
нормирования требований к качеству сварных соединений.
НДС механически неоднородных сварных соединений. Влияние мягких и твердых прослоек, а также их геометрии на НДС соединения. Критерии оценки
прочности механически неоднородных соединений. Механическая неоднородность
9
как источник концентрации напряжений.
Изменение НДС при переходе в упруго-пластическую стадию работы сварного
соединения. Влияние остаточных напряжений на распределение напряжений в зонах
концентрации. Методы регулирования НДС на стадиях проектирования и
изготовления сварной конструкции.
9. Собственные напряжения в сварных соединениях.
Основные понятия и классификация. Изменение свойств металлов при
повышении температуры. Краткие сведения о механизмах продольной и поперечной
усадки. Временные и остаточные напряжения. Механизм образования временных и
остаточных сварочных напряжений, деформаций и перемещений. Определение
остаточных
напряжений
экспериментальным
путем.
Численные
методы
исследования полей собственных напряжений, возникающих при сварке. Примеры
распределения остаточных сварочных напряжений в сварных пластинах, таврах,
двутаврах, оболочках, многослойных швах и элементах конструкций. Остаточные
напряжения в районе сварной точки. Особенности образования остаточных
напряжений в сварных соединениях титановых и алюминиевых сплавов; при сварке
деталей мартенситного класса. Влияние неоднородности теплофизических и механических свойств сварного соединения на распределение остаточных напряжений.
Остаточные напряжения при сварке разнородных материалов.
10.Сварочные деформации и перемещения.
Классификация деформаций и перемещений, вызванных сваркой. Деформации
и перемещения, вызванные продольным укорочением шва и околошовной зоны.
Расчетные методы определения перемещений при симметричном расположении шва.
Метод
фиктивных
усадочных
сил.
Механизм
образования
деформаций
и
перемещений, в результате поперечного укорочения шва. Угловые деформации при
одно- и многопроходной сварке встык и в конструкциях с угловыми швами. Влияние
сварочных
деформаций
на
прочность
конструкции.
Изменение
остаточных
напряжений, деформаций и перемещений при механической обработке; при первом
нагружении и в процессе эксплуатации. Методы обеспечения точности сварных
узлов и конструкций на стадии проектирования путем регулирования остаточных
деформаций.
11. Прочность сварных соединений при переменных нагрузках.
10
Основные понятия и определения. Диаграмма выносливости. Малоцикловая
усталость
сварных
разрушения.
соединений.
Закономерности
Расчет
развития
длительности
разрушения.
периода
Влияние
зарождения
концентрации
напряжений, остаточных напряжений и механических свойств отдельных зон на
малоцикловую усталость сварного соединения.
Многоцикловая усталость сварных соединений. Предел усталости. Влияние на
выносливость конструктивных, технологических и эксплуатационных факторов.
Методы расчета прочности сварных соединений в области многоцикловой
усталости
(основанные
на
учете
эффективных
значений
коэффициентов
концентрации напряжений и на анализе локального распределения напряжений).
Принципы проектирования конструкций, предназначенных для работы при
переменных
конструкций.
нагрузках.
Примеры
Анализ
случаев
удачных
и
усталостного
неудачных
разрушения
конструктивных
сварных
решений.
Конструктивные и технологические приемы повышения сопротивления усталости
(сглаживание геометрии профиля шва, искусственное наведение благоприятных
остаточных напряжений).
Компьютерные методы расчета сварных соединений на усталость. Методы
моделирования процесса разрушения.
12. Хрупкое разрушение сварных соединений.
Краткие сведения о хрупком
и
вязком разрушении сварных соединений.
Примеры хрупких разрушений сварных конструкций. Методы качественной оценки
склонности отдельных зон сварного соединения к хрупкому разрушению (по
волокнистости излома, по энергии разрушения образца с трещиной и др.). Факторы,
определяющие сопротивление хрупкому разрушению. Механические свойства зон
сварного соединения и их изменение под влиянием термодеформационного цикла
сварки. Жесткость напряженно - деформированного состояния металла в вершине
трещины (понятие плосконапряженного состояния и плоской деформации, влияние
толщины металла). Температура эксплуатации и скорость нагружения. Влияние
остаточных сварочных напряжений на сопротивление хрупкому разрушению.
Расчетные методы обоснования безопасности сварных соединений с позиции
предотвращения хрупких разрушений. Особенности проектирования сварных
11
конструкций для работы при низких и криогенных температурах; требования к
применяемым материалам.
13.Прочность
сварных
соединений,
работающих
при
высоких
температурах.
Общие представления о прочности и несущей способности сварных
соединений при эксплуатации конструкций в высокотемпературной области.
Длительная прочность. Ползучесть. Критерии оценки. Применяемые материалы.
Влияние технологии сварки. Примеры практического использования сварных
конструкций при высоких температурах эксплуатации. Анализ причин разрушения.
Методы повышения длительной прочности соединений на стадии проектирования.
14.Проработка вопросов технологичности на стадии проектирования
конструкции.
Учет требований технологичности при выборе конструкционного материала (с
позиции
свариваемости,
условий
эксплуатации,
снижения
трудоемкости
заготовительных операций и др.). Обеспечение требуемой точности изделия,
доступности соединения для выполнения сварки заданным способом и возможности
применения
неразрушающих
нерациональных
решений.
методов
контроля.
Особенности
Примеры
проектирования
рациональных
соединений
и
для
роботизированной сварки. Проектирование соединений, отличающихся по толщине
кромок, из материалов со специальными свойствами (алюминиевые, титановые
сплавы и др.), разнородных соединений. Паяные соединения.
15.Примеры проектирования сварных конструкций различных типов
15.1 Сварные строительные конструкций.
Примеры сварных строительных конструкций. Сварные балки, стойки, фермы.
Условия
эксплуатации.
Обоснование
выбора
конструкционного
материала.
Отраслевые нормы проектирования сварных соединений. Типы сварных балок.
Подбор сечения балок с учетом обеспечения прочности, жесткости, экономичности.
Общая и местная устойчивость балок. Ребра жесткости. Сварные соединения балок.
Применение штампованных, прессованных и гнутых профилей при проектировании
балок.
Типы поперечных сечений сварных стоек. Прочность и устойчивость стоек со
сплошным и составным поперечным сечением. Проектирование соединительных
12
элементов, баз и оголовков стоек. Сварные соединения. Сопряжения балок
различных профилей с другими элементами конструкций. Сопряжения между собой
балок одинаковой и разных высот. Сопряжения балок со стойками. Сопряжения,
выполненные точечной сваркой.
Типы сварных ферм. Подбор сечения стержней. Проектирование узлов ферм и
расчет сварных соединений.
Применение трубчатых элементов, широкополочных тавров. Оптимизация
конструкции ферм. Стыки поясов. Фермы из алюминиевых сплавов.
15.2.Сварные сосуды и трубопроводы.
Примеры тонко- и толстостенных сосудов. Назначение и условия
Выбор конструкционного
материала.
Отраслевая
нормативная
работы.
документация,
регламентирующая проектирование конструкций.
Конструктивное оформление и схема расчета тонкостенных
сосудов.
Конструкция и расчет соединений, прикрепляющих днища, горловины, штуцеры,
патрубки и другие элементы сосудов.
Конструктивное оформление и схема расчета толстостенных сосудов и котлов.
Требования Госгортехнадзора к сосудам, работающим под давлением, котлам.
Проверка опасности хрупкого разрушения и малоцикловой усталости. Сварные
трубы и трубопроводы. Методы расчета. Выбор материала с позиции вязкого и
хрупкого
разрушения.
Методы
повышения
сопротивления
разрушению
трубопроводов на стадии проектирования.
15.3.Сварные детали машин.
Общие сведения. Эффективность применения сварки и основные принципы
проектирования сварных деталей
машин. Сварно-кованные и сварно-литые
конструкции. Примеры комбинированных конструкций.
Учет усталостной прочности сварных соединений при проектировании
деталей машин. Сварные рамы и станины, корпуса редукторов, шестерни, шкивы,
барабаны и др. Сварные валы, подшипники, детали автомобилей. Композитные
конструкции со специальными свойствами.
16.Заключение.
Отечественные и зарубежные нормативные и справочные документы,
регламентирующие проектирование и расчет сварных соединений. Перспективы
13
компьютеризации инженерного труда при проектировании сварных конструкций.
Использование информационных и экспертных систем технологической поддержки
проектирования и расчета сварных соединений.
4.2. Основные темы лабораторных занятий:
1. Распределение усилий в сварных соединениях (ОК –7,ОПК-5).
2. Распределение усилий в поперечных сечениях сварных соединений (ОК – 7;
ПК – 23, 26)
3.
Исследование
концентрации
напряжений
в
сварных
соединениях
оптическими методами (фотоупругость, голография) (ОПК – 5; ПК – 23, 26)
4. Собственные временные и остаточные напряжения (ПК – 5,26)
5. Усадочная сила для расчета перемещений в сварных конструкциях от
продольной усадки швов (ПК – 5,26)
6. Поперечная усадка при сварке встык (ПК – 5,26)
7. Угловая деформация при сварке встык и втавр (ПК –5,7)
8. Устойчивость стоек с составным поперечным сечением (ПК –5)
9. Рабочие напряжения в узлах сварных ферм (ПК – 1, 5,7)
10. Рабочие напряжения в сварных сосудах, работающих под давлением (ПК –
5,7,23)
11. Определение деформационной характеристики и диаграммы предельной
пластичности материала (ОК – 7,ОПК-5, ПК – 5,26)
4.3. Основные темы практических занятий
1. Расчет и проектирование стержневой сварной конструкции
2. Определение остаточных деформаций в сварном узле
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
При
реализации
программы
дисциплины
«Проектирование
сварных
конструкций» используются различные образовательные технологии – во время
аудиторных занятий занятия проводятся в виде лекций с использованием ПК и
компьютерного проектора, лабораторных занятий в лабораториях кафедры сварки и
мониторинга нефтегазовых сооружений на металлографическом (цифровые и
оптические микроскопы, микро- и макротвердомеры), испытательном (маятниковый
копер, установки для статических и динамических испытаний образцов), сварочном
14
(дуговая сварка, контактная сварка, лазерная сварка) оборудовании и практических
занятий. Самостоятельная работа студентов предусматривает работу под руководством
преподавателей (консультации и помощь в оформлении и выполнении курсового
проекта).
6.
ОЦЕНОЧНЫЕ
УСПЕВАЕМОСТИ,
СРЕДСТВА
ПРОМЕЖУТОЧНОЙ
ДЛЯ
ТЕКУЩЕГО
АТТЕСТАЦИИ
КОНТРОЛЯ
ПО
ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
Оценочными средствами являются:
- для текущего контроля является выполнение и защита практических и
лабораторных работ;
- для промежуточной аттестации – курсовой проект и дифференцированный
зачет, а также средством контроля является введенная в университете рейтинговая
системы оценки успеваемости студентов.
Тема курсового проекта
Расчет и проектирование сварной металлоконструкции (варианты: мостовой
кран, резервуар с плоским днищем, стропильная ферма).
Перечень примерных вопросов к самостоятельной работе студентов и
подготовке к защите практических и лабораторных работ:
1.
Основные принципы расчета конструкций по предельному состоянию
(ОК-3,7; ОПК-2,5; ПК-5,9,11).
2.
Основные принципы расчета сварных конструкций по допустимым
напряжениям (ОПК-3; ПК-5,9,11).
3.
Основные
принципы
рационального
проектирования
сварных
конструкций (ОПК-3; ПК-5,9,11;13,14,17,18).
4.
Материалы
и
сортамент
проката,
используемый
для
сварных
конструкций (ОК-3,7; ПК-9;11,13).
15
5.
Основные
требования
к
расчету
и
технологии
изготовления
конструкций, эксплуатируемых в условиях многоциклового нагружения (ОПК-2;
ПК-5,9,11).
6.
Выбор материалов и технологий для сварных конструкций, работающих
при низких климатических температурах (ОПК-2,5; ПК-13,14,15).
7.
Выбор материалов и технологий для сварных конструкций, работающих
в коррозионно-активных средах (ОПК-2,5; ПК-5,9,11,14, 17).
8.
Методы повышения конструктивной прочности сварных конструкций
на стадии проектирования и технологии изготовления (ОК-3,7,ОПК-2,3,5; ПК5,9,14,17).
9.
Хрупкое разрушение сварного соединения. Факторы, его определяющие
(ОК- 7,ОПК-5; ПК-3,11,12,21).
10.
Методы снижения концентрации напряжений в сварных соединениях
(ОК- 7,ОПК-5; ПК-5,9,11).
11.
Усталостная прочность сварного соединения. Методы повышения
работоспособности сварных конструкций (ОПК-5;ПК-11; 17).
12.
Распределение напряжений в стыковых швах. Методы повышения
работоспособности сварных узлов (ПК-5,8,9).
13.
Распределение напряжений в лобовых и фланговых швах. Методы
снижения концентрации напряжений (ПК-5,9,11).
14.
Классификация
дефектов
сварных
швов
и
соединений.
Эксплуатационные дефекты сварных соединений (ОК- 3,7,ОПК-5; ПК-11).
15.
Заготовительные операции и их влияние на работоспособность сварной
конструкции (ПК-23, 26).
16.
Технологическое
оборудование
и
оснастка,
используемые
для
изготовления корпусов аппаратов (ПК-1,26).
17.
Технология изготовления толстостенной аппаратуры (ПК-5,9,11).
18.
Технология изготовления многослойных сосудов высокого давления
(ПК-5,9,11).
19.
Технология изготовления корпусов аппаратов из биметалла (ОК-
3,7,ОПК-5; ПК-11).
20.
Технология изготовления сварных труб (ПК-5,9,11).
16
21.
Технология изготовления шаровых резервуаров (ПК-5,9,11).
22.
Технология изготовления решетчатых конструкций (ПК-9,11).
23.
Технология изготовления сварных балок и стоек (ПК-5,11).
24.
Технология изготовления и монтажа рулонированных сосудов (ПК-5,9).
25.
Технология изготовления штампосварных элементов и узлов (ПК-9,11).
7.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература:
1.
Сварка. Введение в специальность. Е.Е.Зорин, Н.Г.Худолий.-М.:Недра-
Бизнесцентр, 2004.-232.
2.
Гусева Н.А. «Проектирование сварных конструкций» - М.:Высшая
школа. – 2004 – 320с.
3.
Работоспособность трубопроводов. В 3ч. Зорин Е.Е., Ланчаков Г.А. и
др., РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина.-М.: Недра-бизнесцентр, 2000.
4.
Сварка трубопроводов: учеб.пособие, Ф.М.Мустафин и др.-М.:Недра-
Бизнесцентр, 2002.-350с.
5.
Оборудование
для
сварочно-монтажных
работ
при
ремонте
магистральных газопроводов: справочное пособие. ИРЦ Газпром.-М.: Газпром,
2007.-296с.
б) дополнительная литература:
1.
Сварные
конструкции.
Механика
разрушения
и
критерии
работоспособности. В.А.Винокуров, С.А.Куркин, Г.А.Николаев, под.ред.Патона Б.Е.М.: Мишиностроение, 1996.-576с.
2.
Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и
проектирование. / под ред. Г.А.Николаева. М., 1990
3.
Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции.
Механика разрушения и критерии работоспособности /Под редакцией Б.Е.Патона. М.: Машиностроение, 1996. - 576 с.
4.
Строительные нормы и правила (СНиП 11-23-81 *).
5.
Сварка магистральных трубопроводов: учеб.пособие для спец. 09.07.00
Ч.1 А.Ф.Суворов; ГАНГ им.И.М.Губкина, каф. Сооружения газонефтепроводов и
хранилищ.-М., 1997.-113с.
17
Серенко А.Н., Крумбольдт М.Н., Багрянский К.В. Расчет сварных
6.
соединений и конструкций. Примеры и задачи: Учебное пособие. Киев: Высшая
школа, 1977.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Программный
1.
комплекс
«Сварка»
(МГТУ)
для
моделирования
термонапряженного состояния и процессов разрушения сварных конструкций
методом конечных элементов.
Программный комплекс «Ресурс» (МГТУ) для моделирования процесса
2.
роста трещин средствами линейной механики разрушения.
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Лаборатории кафедры «Сварка и мониторинг нефтегазовых сооружений» для
металлографических исследований оснащены программным обеспечением для
выполнения 5
лабораторных работ на компьютере, а также комплектами
отечественных и зарубежных приборов и установок:
- Электромеханическая испытательная машина LFMZ 100 кН фирмы
Walter+Bai AG
- Портативный анализатор PMI MASTER UVR для контроля оптикоэмиссионным, визуальным и люминесцентным методом
-
Исследовательский
ZOOM
стереомикроскоп
RZP
и
микроскоп
металлургический инвертированный Meiji IM-7200 с анализатором изображения
Thixomet Pro
- Квенчинг-дилатометр L78 RITA
- Настольный сканирующий электронный микроскоп Phenom proХ
- Универсальный твердомер DuraScan-50
- Моторизованный маятниковый копер для ударных испытаний Instron SI-1M
450MPX
Производитель Instron,
- Инфракрасная камера FLIR SC620
- Универсальный дефектоскоп с поддержкой традиционного ультразвукового
метода контроля, контроля с применением фазированных решёток, вихревых токов
Omniscan MX
- установка ТВЧ Power Cube Family 90/180;
- регистратор многоканальный технологический РМТ 69.
18
Дисплейный класс (компьютеры PENTIUM и программное обеспечение).
Оргтехника для демонстрации рисунков, схем, графиков, таблиц по тематике
дисциплины.
- установка ТВЧ Power Cube Family 90/180;
- регистратор многоканальный технологический РМТ 69;
- прибор для испытания металлов на твердость ТП-2 «Виккерс»;
- твердомер электронный малогабаритный переносной программируемый
ТЭМП - 2
- прибор для испытания на микротвердость методом вдавливания ПМТ-3;
- микроскоп металлографический агрегатный с верхним расположением
столика МЕТАМ РВ-21;
-
микроскоп
металлургический
инвертированный
Meiji
IM-7200
с
анализатором изображений Thixomet;
- исследовательский ZOOM стереомикроскоп RZ-B;
- копер маятниковый 2010 КМ-30;
- машина разрывная ZD-10/90.
Мультимедийный курс лекций: видеофильмы, макеты и плакаты.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению
15.03.01 «Машиностроение» и профилю «Оборудование и технология сварочного
производства»
Автор:
Макаров Г.И.
Заведующий кафедрой:
Капустин О.Е.
Председатель учебно-методической комиссии
факультета ФИМ
Гантимиров Б.М.
Начальник УМУ
Душин А.В.
19