rpd000009230 (160400 (24.03.01).Б5 Компьютерный анализ и прочность аэрокосмических систем)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский авиационный институт

(национальный исследовательский университет)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

______________Куприков М.Ю.

“____“ ___________20__

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (000009230)

Строительная механика композитных конструкций

(указывается наименование дисциплины по учебному плану)

Направление подготовки			Ракетные комплексы и космонавтика
Квалификация (степень) выпускника					Бакалавр
Профиль подготовки		Компьютерный анализ и прочность аэрокосмических систем
Форма обучения	очная
(очная, очно-заочная и др.)
Выпускающая кафедра			603
Обеспечивающая кафедра				603
Кафедра-разработчик рабочей программы						603

Семестр	Трудоем-кость, час.	Лек-ций, час.	Практич. занятий, час.	Лаборат. работ, час.	СРС, час.	Экзаменов, час.	Форма промежуточного контроля
6	180	34	34	0	85	27	Э
Итого	180	34	34	0	85	27

Москва

2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Разделы рабочей программы

1. Цели освоения дисциплины

2. Структура и содержание дисциплины

3. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

4. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Приложения к рабочей программе дисциплины

Приложение 1. Аннотация рабочей программы

Приложение 2. Cодержание учебных занятий

Приложение 3. Прикрепленные файлы

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 160400 Ракетные комплексы и космонавтика

Авторы программы :

Дудченко А. А.

_________________________

Заведующий обеспечивающей кафедрой 603

_________________________

Программа одобрена:

Заведующий выпускающей кафедрой 603 _________________________

Декан выпускающего факультета 6 _________________________

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины Строительная механика композитных конструкций является достижение следующих результатов образования (РО):

N	Шифр	Результат освоения
1		Знать способы построения расчетных схем конструкций, выполненных из композиционных и конструкционных изотропных материалов

Перечисленные РО являются основой для формирования следующих компетенций: (в соответствии с ФГОС ВПО и требованиями к результатам освоения основной образовательной программы (ООП))

N	Шифр	Компетенция
1	ПК-1	Способность и готовность: участвовать в анализе состояния ракетно-космической техники в це¬лом, её отдельных направлений и создании базы современных конст¬рукций и технологий
2	ПК-2	Проводить техническое проектирование изделий ракетно-космической техники с использованием твердотельного моделирования в соответствии с ЕСКД на базе современных компьютерных технологий с целью определения параметров и объемно-массовых характеристик изделий, входящих в ракетно-космический комплекс

1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных(ые) единиц(ы), 180 часа(ов).

Модуль	Раздел	Лекции	Практич. занятия	Лаборат. работы	СРС	Всего часов	Всего с экзаменами и курсовыми
Строительная механика композитных конструкций	Строительная механика композитных конструкций	34	34	0	36	104	180
Всего		34	34	0	36	104	180

1. Содержание (дидактика) дисциплины

В разделе приводится полный перечень дидактических единиц, подлежащих усвоению при изучении данной дисциплины.

1. Введение.

- 1.1. Комплексная задача расчета конструкций различимого назначения.

- 1.2. Дискретизация сложных конструкций и классификация расчетных схем ее элементов.

- 1.3. Краткий исторический очерк развития строительной механики.

- 1.4. Место строительной механики в науке о прочности и надежности.

2. Композитные фермы и балки

- 2.1. Расчет стержневых систем

- 2.2. Теория стержней и балок из композиционных материалов.

- 2.3. Основные понятия и определения.

- 2.4. Классификация стержневых систем.

- 2.5. Кинематический анализ.

- 2.6. Необходимый признак геометрической неизменяемости.

- 2.7. Степень статической неопределимости.

- 2.8. Методы выявления необходимого и достаточного признака геометрической неизменяемости: аналитический метод, метод нулевых сил, метод построения.

- 2.9. Статически определимые стержневые системы.

- 2.10. Статически неопределимые стержневые системы.

- 2.11. Расчет плоских и пространственных тонкостенных систем.

3. Виды расчетных систем. Решение задач в перемещениях и напряжениях. Расчет композитных панелей при плоском напряженном состоянии в перемещениях.

- 3.1. Вариационный метод Власова.

- 3.2. Аппроксимация перемещений.

- 3.3. Контактные задачи: контакт панели с растягиваемым стержнем и изгибаемой балкой.

- 3.4. Получение разрешающей системы уравнений и граничных условий.

- 3.5. Расчет панелей и лонжеронов.

- 3.6. Понятие о расчете косоугольных панелей.

4. Расчет композитных панелей при плоском напряженном состоянии в напряжениях.

- 4.1. Энергетический метод расчета многослойных композитных образцов с учетом разрушения связующего и плоских подкрепленных панелей в напряжениях.

- 4.2. Потенциальная энергия панелей из композиционного материала, подкрепленных продольным и поперечным набором балок.

- 4.3. Расчет подкрепленных панелей с обшивкой, работающей на растяжение, с учетом обжатия и сдвига. Граничные условия.

5. Теория изгиба ортотропных пластин.

- 5.1. Расчет панелей методами Ритца-Тимошенко и Бубнова-Галеркина.

- 5.2. Выбор аппроксимирующих функций. Канонические уравнения.

- 5.3. Расчет панелей методом Власова-Канторовича.

- 5.4. Разрешающие уравнения и граничные условия.

- 5.5. Методы реализации решения.

- 5.6. Решение контактных задач.

- 5.7. Расчет косоугольных пластин.

- 5.8. Расчет панелей из композиционных материалов, продольно-поперечным набором несимметричной по толщине структуры.

- 5.9. Расчет панелей с учетом деформации поперечного сдвига.

6. Балочная теория тонкостенных композитных конструкций.

- 6.1. Постановка задачи.

- 6.2. Определение напряжений в открытых и многозамкнутых систем.

- 6.3. Определение центра изгиба.

- 6.4. Уравнения циркуляции касательных сил.

- 6.5. Центр изгиба.

- 6.6. Определение перемещений.

- 6.7. Учет конусности.

- 6.8. Расчет на температурное воздействие.

- 6.9. Расчет кессона крыла обратной стреловидности.

- 6.10. Расчет тонкостенных систем, работающих при стесненном кручении, в напряжениях.

7. Безмоментная теория композитных оболочек.

- 7.1. Математическая постановка расчета по безмоментной теории.

- 7.2. Основные уравнения и соотношения.

8. Расчет оболочек открытого профиля.

- 8.1. Математическая постановка расчета.

- 8.2. Основные уравнения и соотношения.

1. Лекции

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Тема лекции	Дидакт. единицы
1	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Введение.	1.1, 1.2, 1.3, 1.4
2	1.1.Строительная механика композитных конструкций	6	Композитные фермы и балки	2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11
3	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Виды расчетных систем. Решение задач в перемещениях и напряжениях. Расчет композитных панелей при плоском напряженном состоянии в перемещениях.	3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6
4	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Расчет композитных панелей при плоском напряженном состоянии в напряжениях.	4.1, 4.2, 4.3
5	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Теория изгиба ортотропных пластин.	5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9
6	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Балочная теория тонкостенных композитных конструкций.	6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 6.10
7	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Безмоментная теория композитных оболочек	7.1, 7.2
8	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Расчет оболочек открытого профиля.	8.1, 8.2
Итого:		34

1. Практические занятия

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Тема практического занятия	Дидакт. единицы
1	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Решение задач об определении усилий в статически неопределимых стержневых и комбинированных системах.	2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11
2	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Решение задач об определении напряженно-деформированного состоянию в подкрепленных плоских панелях методом Власова при различных видах нагружения.	3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6
3	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Решение задач об определении напряженного состояния в подкрепленных панелях из композиционного материала в напряжениях.	4.1, 4.2, 4.3
4	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Решение задач об определении НДС в изгибаемых подкрепленных панелях методами Ритца-Тимошенко, Бубнова-Галеркина, Власова-Канторовича.	5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 5.7, 5.8, 5.9
5	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Решение примера об изгибе пластины из КМ с несимметричной по толщине структурой. Учет деформации сдвига.	6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 6.10
6	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Расчет тонкостенных пространственных систем из композиционных материалов. Определение нормальных и касательных напряжений и перемещений в оболочках.	7.1, 7.2
7	1.1.Строительная механика композитных конструкций	2	Решение задач о стесненном кручении призматических оболочек прямоугольного поперечного сечения с обшивкой, работающей на сдвиг.	6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5, 6.6, 6.7, 6.8, 6.9, 6.10
8	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Расчет тонкостенных оболочечных конструкций в перемещениях методом В.З.Власова.	7.1, 7.2
9	1.1.Строительная механика композитных конструкций	4	Расчет тонкостенных стержней открытого контура. Определение координат центра вращения сечения.	8.1, 8.2
Итого:		34

1. Лабораторные работы

№ п/п	Раздел дисциплины	Наименование лабораторной работы	Наименование лаборатории	Объем, часов	Дидакт. единицы
Итого:

1. Типовые задания

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Наименование типового задания
Итого:

1. Курсовые работы и проекты по дисциплине

1.1. Курсовая работа