Основи динаміки технічних систем

Мета дисципліни:

оволодіти інформацією і знаннями основ динаміки технічних систем, придбати знання в області розрахунку динамічних процесів у елементах конструкцій, приводів і простих механізмах автоматизованого устаткування машинобудівних виробництв під впливом вібраційних навантажень, а також придбати навички роботи з вимірювальною апаратурою для вивчення параметрів динамічних дій.

Завдання дисципліни:
 
оволодіти розрахунками динамічних процесів в елементах конструкцій машин; 
використовувати методи розробки розрахункових моделей технічних систем; 
аналізувати типи коливань технічних систем та методи їх гасіння;
розвити навички роботи з віброапаратурою. 

 
Основні результати навчання
 
Знати базову термінологію теорії коливань та існуючі динамічні моделі технологічних систем.
Здатність до самонавчання та продовження професійного розвитку.
Уміти формулювати і описувати задачі технологічної динаміки за допомогою  відповідних математичних моделей.
Уміти розраховувати динамічні параметри руху лінійних технологічних систем, за умов вимушених і вільних коливань:  частоту і амплітуду.
Уміти розв’язувати задачі проектування технологічних систем, ідентифікувати їх параметри.

Уміти створювати і теоретично обґрунтовувати конструкції машин, механізмів та їх елементів на основі загальних принципів конструювання, теорії взаємозамінності, стандартних методик розрахунку деталей машин.
Уміти виконувати розрахунки на міцність, витривалість, стійкість, жорсткість деталей машин.

Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; Кз – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; К – консультації.
 
 
Тематика та види навчальних занять
 
1 тиждень
 
Л1. Основні поняття і визначення.
ПЗ1. Періодичний рух. Параметри механічних коливань. Одиниці вимірювання.
СРС. К.
 
2 тиждень
 
Л2. Вільні коливання в консервативних системах. Подібність параметрів коливальних систем
ПЗ2. Вільні коливання. Рівняння руху. Логарифмічний декремент та його розрахунок
СРС. К.
 
3 тиждень
 
Л3. Вільні коливання систем з одним ступенем свободи. Рівняння руху. Резонансні випадки
ПЗ3. Рівняння руху. Вимушені коливання без тертя.
Кз1. Скласти рівняння руху для динамічного гасника коливань енергетичним методом або методом сил (законом Ньютона).
СРС. К.
 
4 тиждень
 
Л4. Вільні коливання лінійної консервативної системи. Точне рішення диференціальних рівнянь.
ПЗ4. Визначення і розрахунки основних параметрів вимушених коливань без тертя.
СРС. К.
 
5 тиждень
 
Л5. Вимушені коливання лінійної системи без тертя. Загальне рішення диференціальних рівнянь.
ПЗ5. Системи з одним ступенем вільності. Вільні коливання з тертям.
Кз2. Скласти рівняння руху для системи з одним ступенем вільності.
СРС. К.
 
6 тиждень
 
Л6. Гасіння вільних коливань. Логарифмічний декремент. Вимірювальна апаратура.
ПЗ6. Вимушені коливання технічних систем з одним ступенем свободи. Гармонійні збудження. Аналіз точного виразу руху.
СРС. К.
 
7 тиждень
 
Л7. Вимушені коливання систем з в'язким тертям. Витрати на внутрішнє тертя в матеріалі.
ПЗ7. Амплітудно-частотні характеристики (АЧХ) системи з одним ступенем руху. Розробка динамічних моделей і схем.
СРС. К.
 
8 тиждень
 
Л8. Вимушені коливання систем з в'язким тертям. Рівняння руху. Практичні приклади. Вимір коливань (продовження).
ПЗ8. Неврівноваженість обертального руху. Критична швидкість валів, дисбаланс.
МКР1. СРС. К.
 
9 тиждень
 
Л9. Параметричні коливання. Основне диференціальне рівняння
ПЗ9. Типи віброгасників. Зниження рівня шкідливих коливань. Налаштування віброгасників, вивчення роботи стенду для їх випробування.
СРС. К.
 
10 тиждень
 
Л10. Параметричні коливання. Параметричне збудження за законом синуса. Параметричне кусково-стале збудження.
ПЗ10. Параметричні коливання. Розрахунки параметрів при кусково-сталому збудженні. Динаміка переривчастого різання.
Кз3. Скласти рівняння руху для системи з двома ступенями вільності.
СРС. К.
 
11 тиждень
 
Л11. Динаміка нелінійних систем. Основні визначення нелінійних коливань.
ПЗ11. Параметричні коливання при збудженні за законом синуса. Метод припасування. Умови виникнення резонансів.
СРС. К.
 
 
12 тиждень
 
Л12. Конструкції віброгасників. Розрахунки параметрів. 
ПЗ12. Нелінійні коливання. Замкнуті динамічні системи. Автоколивання та їх особливості.
СРС. К.
 
13 тиждень
 
Л13. Віброгасники коливань. Динамічний гасник коливань. Налаштування віброгасників і їх види.
ПЗ13. Прилади для виміру вібрацій. Робота з вібрографом.
Кз4. Скласти рівняння руху параметричних коливань при переривчастому різання методом припасування.
СРС. К.
 
14 тиждень
 
Л14. Вільні коливання призматичних стержнів.
ПЗ14. Тензометричні виміри параметрів коливань, тарування приладів
СРС. К.
 
15 тиждень
 
Л15. Критичні швидкості валів. Крутильні коливання.
ПЗ15. Експериментальні виміри коливань при різанні.
МКР2. СРС. К.
 
 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 75 годин. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2) підготовка до практичних занять та до виконання індивідуальних контрольних завдань – разом 30 годин;
3) підготовка до екзамену – 30 годин.
 
 
Процедура оцінювання
 
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 2 модульні контрольні роботи та 4 індивідуальних контрольних завдання.
 
Модульні контрольні роботи № 1 та № 2 виконуються у письмовій формі. Модульна робота складається з теоретичної частини (4 запитання) та практичної частини (1 задача). Відповідь на кожне теоретичне питання оцінюється максимум 5 балами. Правильне розв’язання задачі оцінюється в 10 балів.
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
Кз1. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 3 тиждень.
Кз2. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 5 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.

Семестровий модуль № 2
 
Кз3. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 10 тиждень.
Кз4. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 13 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є усний екзамен, білет до якого складається з теоретичної частини (3 запитання) та практичної частини (1 задача). Максимальна оцінка за правильні відповіді на всі питання екзаменаційного білету становить 100 балів. 
 
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До екзамену допускаються здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів навчальної дисципліни на не менш, ніж на 60 %.

Екзамен відбувається за всіма тематичними (змістовними) модулями дисципліни.

Складання/перескладання екзаменів романізується за встановленим деканатом розкладом.
 
 
Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Виконаний не свій варіант завдання здобувачем не оцінюється.
 
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
 
Відсутність здобувача на екзамені або на контрольній роботі відповідає оцінці «0».
 
Складання/перескладання екзаменів – за встановленим деканатом розкладом.
 
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.

Під час розв’язання задач на МКР та екз