Компьютерное моделирование изделий из композиционных и наноматериалов в строительстве

УМКД дисциплины

Аннотация

1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель изучения дисциплины - освоение общих принципов, методов и процедур компьютерного моделирования и оптимизации состава, структуры, технологических и эксплуатационных свойств композиционных материалов. Основными задачами, решаемыми при изучении дисциплины, являются: Освоение основных видов компьютерного моделирования как формы отражения, описания или имитации - действительных объектов, процессов и явлений, принципов, методов и процедур их проведения; - расширение и закрепление теоретических и практических знаний по теории оптимизации, постановке оптимизационных задач и методах их решения; освоение теоретических (аналитических), полуэмпирических и эмпирических, в первую очередь компьютерных методов моделирования простых веществ и соединений и их композиций для определения технологических и эксплуатационных свойств и решения задач по оптимизации конструкций из КМ; получение навыков и умения строить модели и оптимизировать параметры состав – структура - свойства по типам материалов и их свойств; 2. Краткая характеристика учебной дисциплины Краткое содержание дисциплины: Даны общие положения о компьютерном моделировании изделий из композиционных материалов. Характеристики и свойства многослойных композиционных материалов. Проектирование конструкций из многослойных композитов. Методика расчета изделий из КМ с помощью интегрированных CAD/CAE систем. Содержание дисциплины: 1.Современные конструкционные композиционные материалы в строительстве и наноматериалы. 2.Композиционные дисперсноупрочненные материалы на основе порошков. -номенклатура дисперсноармированных композиционных материалов; -наполнители; -матрица; 3. Определение наноматериалов. Типы наноматериалов. Применение нанотехнологий к конструкционным материалам 4. Современные системы компьютерного моделирования изделий КМ и наноматериалов. Введение в ANSYS Mechanical и ANSYS Composite PrepPos 5. Типы конечных элементов для компьютерного моделирования КМ 6. ANSYS ACP. Локальные системы координат и Ориентированные наборы. Правила выбора и наборы граней. 7. Твердотельное (Solid) моделирование. ANSYS ACP. Драпировка 8. Критерии разрушения КМ и их задание в Ansys ACP. Анализ результатов расчета. 9. Постепенное разрушение и анализ роста трещин. Рекомендации. 10. Оптимизация конструкции из КМ при компьютерном моделировании Оптимизация по: Прочности, Толщине, Весу, геометрии, углов укладки, и других параметров. 3. Место дисциплины в структуре образовательной программы Дисциплина входит в вариативную часть "Блок 1" образовательной программы бакалавриата, реализуется на 5-м году обучения с трудоемкостью освоения - 4.0 Зет. 4. Взаимосвязь дисциплины с предшествующими и последующими дисциплинами учебного плана подготовки Связь с предшествующими дисциплинами. Для формирования общекультурных и профессиональных компетенций необходимы базовые компетенции, сформированные при изучении предшествующих дисциплин: -Компьютерное проектирование строительных конструкций -Сопротивление материалов -механика композиционных материалов Связь с последующими дисциплинами Компетенции, сформированные и изучающиеся в результате освоения дисциплины ‘‘Компьютерное моделирование изделий из композиционных и наноматериалов в строительстве’’ и других дисциплин необходимы для освоения последующих дисциплин необходимого плана: -При дипломном проектировании 5. Ожидаемые результаты освоения дисциплины В результате освоения дисциплины, у обучающихся должны быть сформированы следующие компетенции: ПК 17 - способностью использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности в областях: машиностроение, приборостроение, техника, образование, медицина, административное управление, юриспруденция, бизнес, предпринимательство, коммерция, менеджмент, банковские системы, безопасность информационных систем, управление технологическими процессами, механика, техническая физика, энергетика, ядерная энергетика, силовая электроника, металлургия, строительство, транспорт, железнодорожный транспорт, связь, телекоммуникации, управление инфокоммуникациями, почтовая связь, химическая промышленность, сельское хозяйство, текстильная и легкая промышленность, пищевая промышленность, медицинские и биотехнологии, горное дело, обеспечение безопасности подземных предприятий и производств, геология, нефтегазовая отрасль, геодезия и картография, геоинформационные системы, лесной комплекс, химико-лесной комплекс, экология, сфера сервиса, системы массовой информации, дизайн, медиаиндустрия, а также предприятия различного профиля и все виды деятельности в условиях экономики информационного общества ПК 25 - способностью использовать математические методы обработки, анализа и синтеза результатов профессиональных исследований