Использование новых информационных технологий в обучении студентов специальности 151600 Прикладная механика

Процесс технического перевооружения ведущих промышленных предприятий, головных отраслей НИИ и т.д., имеющий место в настоящее время и альтернативы которому нет, требует в числе прочего и обновления математического обеспечения для задач инженерного моделирования. Рост числа рабочих мест  на предприятиях САПР, несмотря на финансовые трудности, есть объективное обстоятельство, из которого вытекает факт востребованности на рынке труда специалистов, владеющих подобными технологиями. В данном случае речь идет о технологиях проведения инженерного анализа с помощью САЕ-систем  –ANSYSWORKBENCH, SOLIDWORKS и других, а также о информационных технологиях автоматизированного проектирования – средствами CAD.

В нашем университете организован компьютерный класс, оснащенный достаточно мощными вычислительными средствами (Inteli7/8Gb/Windows7 Prof64-bit) для студентов специальности 151600  Прикладная механика. Для успешного освоения информационных технологий, студенты обеспечиваются книгами и разработанными методическими материалами, а также проводятся занятия по обучению той или иной системе.

Процесс обучения построен на взаимном единстве изучения на лекциях различных аналитических методов и информационных технологий на практических занятиях.

С третьего курса студенты обучаются системам компьютерной алгебры, таким как Maxima, Maple, MatLab. Это позволяет эффективно дополнять аналитические методы решения задач «теоретической механики», «аналитической динамики и теории колебаний», «сопротивления материалов» численными методами. Эти же системы позволяют производить значительную часть расчетов при выполнении курсовых работ.

Для решения систем дифференциальных уравнений второго порядка применяется метод конечных элементов, реализованный  в программном комплексе Flex PDE. Это позволяет использовать его для выполнения расчетов при изучении теоретического курса «Гидроаэромеханика».

Изучение курсов, связанных с расчетом напряженно-деформированного состояния тел («Теория упругости», «Теория пластичности и ползучести», «Динамика машин»), сопровождается изучением CAE-систем. В данном случае CAE-системы выступают уже не столько в роли помощника при проведении расчетов, сколько являются основой и сутью проведения таких расчетов.

 Такой подход позволяет в рамках дипломного проекта решать достаточно серьезные задачи. Вот только некоторые из них:

·         напряженно-деформированное состояние стойки культиватора при неустановившемся движении;

·         динамическая модель аэродромной уборочной машины типа ДЭ-224 и прочной расчет ее несущей системы;

·         динамика двуспирального гибкого транспортера с двумя вращающимися пружинами для транспортировки сильно вязких жидкостей;

·         расчет несущей способности подшипника скольжения с толстым вкладышем.

В этих работах производится расчет напряженно-деформированного состояния при статических и динамических нагрузках, проводятся расчеты форм и частот собственных колебаний,  вынужденных колебаний, определяется устойчивость элементов различных конструкций и машин.

Подобное сочетание теоретических и численных методов, предоставляемых современными информационными технологиями, позволяет обеспечить непрерывный процесс подготовки квалифицированных специалистов.