Динаміка мехатронних систем (3, 5 сем.)

Кафедра галузевого машинобудування

Дисципліна «Динаміка мехатронних систем» призначена для засвоєння здобувачами вищої освіти знань та вмінь в області дослідження, моделювання та цілеспрямованого керування динамічними процесами типових конструкцій машин та механізмів як мехатронних систем, вивчення методів інженерного аналізу динамічних режимів роботи машин і механізмів необхідних для вирішення конкретних прикладних задач машинобудування.

Метою викладання дисципліни «Динаміка мехатронних систем» є формування у здобувачів вищої освіти теоретичних знань і практичних навичок, необхідних для вирішення конкретних прикладних задач динаміки машин, як мехатронних систем на прикладному рівні. Завданнями вивчення дисципліни є оволодіння здобувачем вищої освіти комплексом компетентностй щодо: 1. Здатності застосовувати типові аналітичні методи, ефективні кількісні методи математики, фізики, інженерних наук та комп'ютерні програмні засоби для розв'язування інженерних завдань галузевого машинобудування. 2.Особливостей функціонування типових конструкцій машин та механізмів в динаміці та особливості дослідження їх динамічних характеристик. 3. Набуття навичок динамічних розрахунків конструкцій машин, як мехатронних систем, їх дослідження, конструювання, цілеспрямованого підбору характеристик.

Отримані компететності з навчальної дисципліни є складовими програмних результатів навчання за спеціальністю 133 «Галузеве машинобудування»: РН1. Знання і розуміння засад технологічних, фундаментальних та інженерних наук, що лежать в основі галузевого машинобудування відповідної галузі. РН4. Здійснювати інженерні розрахунки для вирішення складних задач і практичних проблем у галузевому машинобудуванні. РН5. Аналізувати інженерні об’єкти, процеси та методи.

1. Вступ. Загальні поняття динаміки машин та механізмів. Основна задача динаміки, пряма та зворотна задача. Динаміка машин. Структура машини (розімкнуті і замкнуті системи). 2. Класифікація динамічних (коливальних) систем. Системи з кінцевим числом ступенів вільності та розподілені (контінуальні) системи. Стаціонарні та нестаціонарні, автономні і неавтономні системи. Консервативні, дисипативні, автоколивальні системи. Види механічних коливань: вільні, вимушені, параметричні, автоколивання. 3. Моделювання динамічних систем машин та механізмів. Динамічні моделі дискретні, континуальні та дискретно-континуальні. Фізичне і математичне моделювання. Вибір кількості ступенів вільності механічних систем. 4. Схематизація реальної динамічної системи. Етапи моделювання роботи машини. Побудова динамічних моделей крутильних та поступальних коливань приводу мшини. 5. Динамічні характеристики пружних систем з одним ступенем вільності. Рівняння руху матеріальної точки по координаті. Умови та обмеження приведення пружних систем елементів (вузлів) машини до системи з одним ступенем вільності. Диференціальне рівняння руху та його представлення у операторній формі. 6. Частотні методи аналізу пружних систем. Розрахункова схема. Графіки перехідних процесів. Часова характеристика пружної системи. Фазочастотна характеристика пружної системи. Амплітудно-частотна характеристика пружної системи. Коефіцієнт динамічності. Крутильні коливання в системі з одним ступенем вільності. Схеми спрощених моделей обробних систем з одним ступенем вільності. 7. Структура динамічної системи машини на прикладі металорізального верстата. Показники динамічної якості машини. Структура динамічної системи машини. Основні характеристики динамічних властивостей машин. 8. Динаміка різання. Усталеність процесу різання та основні причини втрати усталеності обробної системи. Статична та динамічна характеристики процесу різання. Їх графічне представлення. Передаточна функція процесу різання, його динамічна характеристика у частотній формі. Об’єднана передаточна функція пружної системи верстата та процесу різання. 9.Втрата усталеності пружної системи за рахунок нелінійної характеристики сили різання, інерційності процесу різання, координатного зв’язку в системі, хвилястості оброблюваної поверхні. 10. Заходи боротьби з вібраціями. Гасителі коливань. Розрахункові схеми, конструкції та принципи дії гасителів коливань. Основні шляхи зниження або усунення вібрацій машин.

Система оцінювання функціонує та поточний і підсумковий контроль знань студентів здійснюється відповідно до "Положення про оцінювання знань студентів в умовах кредитно-модульної системи організації навчального процесу", затвердженого 31 травня 2019 р. Завдання поточного і підсумкового контролю оцінюються в діапазоні від 0 до 100 балів (включно). Результати поточного контролю знань студентів вносяться до відомостей обліку поточної і підсумкової успішності. За кожним змістовим модулем здійснюється контроль роботи студента на лекційних і практичних заняттях, за що студент одержує максимально 60 балів. За виконання підсумкової модульної контрольної роботи (підсумкового тестового випробування) студент одержує максимально 40 балів. Таким чином за умов якісного виконання усіх завдань загалом накопичується 100 балів.

залік