Тау-кен машиналарының конструкциясындағы инновациялық материалдар мен қорытпалар
Сипаттама: Пән жоғары беріктігі бар болаттар, композициялық материалдар, ыстыққа төзімді және коррозияға төзімді қорытпалар сияқты инновациялық материалдарды алу және өңдеу қасиеттерін, артықшылықтарын, технологияларын зерттейді. Пәннің мақсаты студенттердің пайдалану жағдайларын, техниканың сенімділігі мен ресурсын ескере отырып, материалдарды таңдау және негіздеу құзыреттерін дамыту болып табылады. Зерттеу барысында материалтануды талдау, құрылымдық материалдарды таңдау және олардың тау-кен машиналарының техникалық және пайдалану сипаттамаларына әсерін бағалау саласында кәсіби құзыреттер қалыптасады. Пәнді игеру нәтижесінде студент жобалық шешімдерде заманауи материалдарды қолдана алады, машина тораптарын есептеу және таңдау кезінде олардың қасиеттерін ескереді, сонымен қатар нормативтік-техникалық құжаттаманы қолдана алады.
Кредиттер саны: 5
Пререквизиты:
- Физика
- Химия. Мектеп курсы
Пәннің еңбек сыйымдылығы:
| Жұмыс түрлері | сағат |
|---|---|
| Дәрістер | 15 |
| Практикалық жұмыстар | 30 |
| Зертханалық жұмыстар | |
| СӨЖО | 30 |
| СӨЖ | 75 |
| Қорытынды бақылау нысаны | емтихан |
| Қорытынды бақылауды жүргізу нысаны | жазбаша экзамен |
Компонент: ЖОО компоненті
Цикл: Базалық пәндер
Мақсат
- Студенттердің пайдалану жағдайларын, техниканың сенімділігі мен ресурсын ескере отырып, материалдарды таңдау және қолдану негіздемесінде құзыреттіліктерін дамыту.
Міндет
- Тау-кен инженериясында қолданылатын инновациялық құрылымдық материалдар мен қорытпалардың қасиеттерін, олардың дәстүрлі материалдармен (болат, шойын және т.б.) салыстырғанда артықшылықтарын зерттеу.
- Ұнтақты металлургияны, аддитивті технологияларды, қатайтатын әдістерді, наноқұрылымды және термомеханикалық өңдеуді қоса алғанда, материалдарды алу мен өңдеудің заманауи технологиялары туралы білімді қалыптастыру.
- Абразивті тозу, коррозия, динамикалық және соққы жүктемелері, температура, агрессивті орта сияқты тау-кен машиналарының элементтеріне жүктеме факторларын талдау.
- Экономикалық және ресурстарды үнемдеу критерийлерін ескере отырып, жекелеген тораптар мен бөлшектер үшін ұтымды материалдар мен қорытпаларды (ұсатқыштардың жұмыс органдары, бұрғылау тәждері, шөміштер, конвейерлік элементтер, гидравликалық цилиндрлер және т.б.) бағалау және іріктеу.
- Өндірістің қасиеттері, жұмыс жағдайлары және технологиялық мүмкіндіктері негізінде инновациялық материалдарды салыстыру, таңдау және қолдану негіздемесін қалыптастыру.
- Композиттерді, аса қатты жабындарды, керамикалық-металл жүйелерін және жоғары беріктігі бар қорытпаларды пайдалануды қоса алғанда, материалтану саласындағы әлемдік және отандық үрдістерді талдау тәжірибесін алу.
- Техниканың сенімділігін, ресурсын және энергия тиімділігін арттыруға бағытталған жаңа буын материалдарын қолдана отырып, тау-кен машиналарының конструкцияларын жобалауда инженерлік ойлау мен құзыреттілікті дамыту.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
- Пәнді игеру аяқталғаннан кейін білім алушы білуі және түсінуі тиіс: Тау-кен машина жасауда қолданылатын заманауи конструкциялық және инновациялық материалдардың жіктелуі (металл қорытпалары, композициялық материалдар, наноқұрылымды материалдар, аса қатты материалдар, полимерлі және керамикалық материалдар). Күрделі жағдайларда тау-кен машиналарының жұмысы үшін маңызды материалдардың физика-механикалық, химиялық және пайдалану қасиеттері (тозу, діріл, соққы жүктемесі, абразивті және коррозиялық орта, жоғары температура). Тау-кен машиналарының бөлшектері үшін материалдарды алу, легирлеу, құрылымын өзгерту және қатайту процестерін қоса алғанда, металлургия және материалтану негіздері. Өңдеу, қатайту және жабу технологиялары (термо - және термомеханикалық өңдеу, беттік қатайту, иондық-плазмалық жабындар, аддитивті технологиялар, Ұнтақты металлургия). Беріктік, сенімділік, ресурс және экономикалық орындылық талаптарын ескере отырып, тау-кен машиналарының нақты тораптары мен бөлшектеріне қатысты материалдар мен қорытпаларды таңдау принциптері. Отандық және әлемдік жетістіктерді, саланы дамытудың стандарттары мен қазіргі заманғы бағыттарын қоса алғанда, машина жасаудағы материалдар мен технологиялардың инновациялық дамуының негізгі тенденциялары.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
- Пәнді оқуды аяқтағаннан кейін білім алушы алған білімі мен түсінігін инженерлік міндеттерді шешу үшін қолдана білуі керек, атап айтқанда: Пайдалану жағдайларына (жүктемелер, температура, коррозия, абразивтілік, діріл, соққы жүктемелері және т.б.) сүйене отырып, тау-кен машиналарының бөлшектері мен тораптарының материалдары мен қорытпаларына қойылатын талаптарды анықтау. Тау-кен жабдықтарының негізгі элементтері үшін қатайтатын технологиялардың материалдары мен түрлерін техникалық негізделген таңдауды жүзеге асыру, пайдалану, экономикалық және технологиялық критерийлер бойынша балама нұсқаларды салыстыру. Беріктік, коррозия, трибология және ыстыққа төзімді сипаттамаларды қоса алғанда, материалдарды сынау нәтижелерін талдау және түсіндіру және оларды жобалау кезінде пайдалану. Ресурстарды, сенімділік пен тозуға төзімділікті арттыру мақсатында тау-кен машиналарының бөлшектерін өңдеудің, өзгертудің және жабудың заманауи әдістерін қолданыңыз. Инновациялық материалдар мен технологияларды, оның ішінде жобалау және зерттеу жұмыстары шеңберінде енгізу арқылы машиналардың конструкцияларын жаңғырту және жақсарту жөнінде ұсыныстар әзірлеу. Инженерлік шешімдерді негіздеу кезінде стандарттарды, ГОСТ, ТУ, каталогтар мен ғылыми жарияланымдарды қоса алғанда, нормативтік-техникалық, анықтамалық және ғылыми құжаттаманы пайдалану.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
- Пән аяқталғаннан кейін білім алушы алған біліміне, талдауына және технологиялық логикасына сүйене отырып, дәлелді инженерлік пайымдаулар мен қорытындылар қалыптастыруға қабілетті болуы керек, атап айтқанда: Тау-кен машиналарының конструкциялары үшін әртүрлі материалдар мен қорытпаларды пайдалану жағдайларын, өндірістің технологиялылығын, бөлшектердің құны мен ресурсын ескере отырып қолданудың орындылығын бағалау. Баламалы инженерлік шешімдерді салыстыруға, олардың күшті және әлсіз жақтарын анықтауға, сондай-ақ объективті критерийлер мен сынақ деректері негізінде оңтайлы нұсқаларды ұсынуға негізделген. Ғылыми және нормативтік дереккөздерді, есептеулердің, модельдеудің және әдебиеттерді талдаудың нәтижелерін пайдаланатын кәсіби қорытындылар мен ұсыныстарды тұжырымдау. Өндірістік, пайдалану, экологиялық және экономикалық аспектілерді қоса алғанда, инновациялық материалдарды енгізуге байланысты тәуекелдер мен шектеулерді бағалау. Беделді пікірлер мен жарнамалық мәлімдемелермен шектелмей, дәлелдер мен техникалық дәлелдерге сүйене отырып, заманауи материалдар мен технологияларды талдауда сыни тұрғыдан ойлау.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
- Пән аяқталғаннан кейін білім алушы инженерлік ортада кәсіби қарым-қатынас және ынтымақтастық дағдыларын көрсетуі тиіс, оның ішінде: Тау — кен машиналарының конструкцияларында инновациялық материалдар мен қорытпаларды таңдауға, қасиеттеріне және қолдануға байланысты ақпаратты ауызша да, жазбаша да сауатты және техникалық тұрғыдан дұрыс баяндау. Есептерді, презентацияларды, баяндамаларды дайындау және жобалық шешімдерді қорғау кезінде кәсіби терминологияны, стандарттарды және нақты деректерді пайдаланыңыз. Әріптестердің кәсіби пікірлеріне құрмет көрсете отырып және бірлескен жобалар шеңберінде міндеттерді бөле отырып, жұмыс және оқу-зерттеу тобында тиімді өзара іс-қимыл жасау. Инженерлік мәселелерді дәлелді талқылауды жүзеге асыру, сындарлы сын айту және қабылдау, ұтымды шешім табу үшін диалог жүргізу. Заманауи бейнелеу құралдарын, техникалық құжаттаманы және цифрлық құралдарды пайдалана отырып, жобалау, зертханалық және аналитикалық жұмыстардың нәтижелерін таныстыру.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
- Пәнді аяқтағаннан кейін білім алушы өз бетінше оқыту, кәсіби білімді дамыту және жаңа технологиялық шешімдерге бейімделу қабілетін көрсетуі тиіс, атап айтқанда: Академиялық, нормативтік, патенттік және цифрлық көздерден, соның ішінде дерекқорлардан, материалдар каталогтарынан және ғылыми зерттеулердің нәтижелерінен ғылыми-техникалық ақпаратты өз бетінше іздеу, талдау және іріктеу. Өзіңіздің білім беру траекторияңызды жоспарлаңыз, заманауи құрылымдық және инновациялық материалдар саласындағы жаңа материалды зерттеудің мақсаттарын, мерзімдерін, қажетті ресурстары мен әдістерін анықтаңыз. Жаңа әдістерді, материалдар мен технологияларды сыни тұрғыдан бағалау, тез өзгеретін инженерлік және өндірістік талаптар жағдайында білімді үнемі жаңартып отыру қабілетін дамыту. Материалды өз бетінше зерттеу және бекіту үшін заманауи цифрлық құралдарды, тренажерларды және инженерлік талдау бағдарламаларын (мысалы: CAE, CAD, материалдар базасы, зертханалық тренажерлер) пайдаланыңыз. Зерттеу және жобалау қызметінде бастама көтеру, сұрақтарды, гипотезаларды, сұрауларды тұжырымдау, сондай-ақ өз үлгерімі мен нәтижелерін бағалау.
Оқыту әдістері
Проблемалық-бағдарланған оқыту (PBL) — материалдар мен технологияларды таңдаумен байланысты инженерлік міндеттер мен өндірістік жағдайларды шешу. Жобалық оқыту-тау-кен машинасының белгілі бір торабы үшін шағын жобаны немесе технологиялық шешімді әзірлеу. Интерактивті әдістер-пікірталастар, іскерлік ойындар, миға шабуыл, ситуациялық талдау. Сандық білім беру технологиялары-CAD/CAE, сандық кітапханалар, тренажерлер, онлайн платформалар, бейне зертханаларды пайдалану. Зерттеу әдісі-шағын зерттеулер жүргізу, ғылыми мақалалар мен патенттерді талдау, материалдардың салыстырмалы кестелері. Тәжірибеге бағытталған оқыту-материалдардың нақты үлгілерімен, өндірістік жағдайлармен жұмыс істеу, кәсіпорындарға немесе зертханаларға бару. Флиппед сыныбы (төңкерілген оқыту) — теорияны өз бетінше зерттеу, сабақта талқылау және қолдану. Тьюторлық және тәлімгерлік сүйемелдеу-жеке консультациялар, Даму бағыттары мен траекториялары.
Білім алушының білімін бағалау
Оқытушы ағымдағы бақылау жұмыстарының барлық түрлерін жүргізеді және академиялық кезеңде екі рет білім алушылардың ағымдағы үлгеріміне тиісті баға береді. Ағымдағы бақылау нәтижелері бойынша 1 және 2 рейтинг қалыптастырылады. Білім алушының оқу жетістіктері 100 балдық шкала бойынша бағаланады, Р1 және Р2 қорытынды бағасы ағымдағы үлгерім бағасынан орташа арифметикалық ретінде шығарылады. Академиялық кезеңде білім алушының жұмысын бағалауды пән бойынша тапсырмаларды тапсыру кестесіне сәйкес оқытушы жүзеге асырады. Бақылау жүйесі жазбаша және ауызша, топтық және жеке формаларды біріктіре алады.
| Кезең | Тапсырма түрі | Өлшем |
|---|---|---|
| 1 рейтинг | Әр студентке жеке тапсырма беріледі | 0-100 |
| 2 рейтинг | Әр студентке жеке тапсырма беріледі | 0-100 |
| Қорытынды бақылау | емтихан | 0-100 |
Жұмыс түрлері бойынша оқыту нәтижелерін бағалау саясаты
| Тапсырма түрі | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Өте жақсы | Жақсы | Қанағаттанарлық | Қанағаттанарлықсыз | |
| В соответствии с 8 разделом "Политика оценивания учебных достижений обучающихся" АП НАО «ВКТУ» 029-III-2022 Академическая политика НАО «ВКТУ имени Д. Серикбаева» | "Өте жақсы" (90-100%) — студент толық білімге ие, практикалық мәселелерді шешу үшін теорияны қолдана алады, Тәуелсіздік пен бастаманы көрсетеді. | "Жақсы" (70-89%) — материал жеткілікті көлемде игерілген, есептеулер мен қорытындыларда елеусіз қателіктер жіберілген, студент өз бетінше жұмыс істей алады. | «Қанағаттанарлық» (50-69%) — білім шектеулі, есеп айырысу мәселелерін шешуде қателіктер жіберіледі, мұғалімнің көмегі қажет. | "Қанағаттанарлықсыз" (50% — дан аз) - материал игерілмеген, тапсырмалар орындалмаған, студент білімді өз бетінше қолдана алмайды. |
Бағалау нысаны
Пән бойынша білім алушының білімін қорытынды бағалау 100 баллдық жүйе бойынша жүзеге асырылады және:
- Емтиханда алынған нәтиженің 40%;
- Ағымдағы үлгерімнің 60% - ы.
Қорытынды бағаны есептеу формуласы:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
мұндағы, Р1, Р2-тиісінше бірінші, екінші рейтингті бағалаудың сандық эквиваленттері;
Э - емтихандағы бағаның сандық баламасы.
Қортынды әріптік бағасы және оның балдық сандық эквиваленті:
Төрт балдық жүйе бойынша цифрлық баламаға сәйкес келетін білім алушылардың оқу жетістіктерін бағалаудың әріптік жүйесі:
| Әріптік жүйе бойынша бағалар | Балдардың сандық эквиваленті | Балдар (%-тік құрамы) | Дәстүрлі жүйе бойынша бағалар |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Өте жақсы |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Жақсы |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Қанағаттанарлық |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Қанағаттанарлықсыз |
| F | 0 | 0-24 |
Дәріс сабақтарының тақырыптары
- Пәнге кіріспе
- Қазіргі заманғы құрылымдық материалдар мен қорытпалардың жіктелуі
- Тау-кен машиналарының тораптары мен бөлшектерін пайдалану шарттары: жүктемелер, орта, тозу, температуралық және динамикалық әсерлер
- Жаңа буын болаттары: жоғары беріктігі, төмен легирленген, коррозияға төзімді, тозуға төзімді болаттар
- Шойындар мен модификацияланған шойындар: беріктігі жоғары және ыстыққа төзімді сорттар
- Металдарды легірлеу және термиялық өңдеу: құрылымы мен қасиеттеріне әсері
- Ұнтақ және композициялық материалдар: тау-кен техникасында алу және қолдану әдістері
- Полимерлі және полимерлі-композиттік материалдар: Механикалық және химиялық сипаттамалары, қолдану салалары
- Керамикалық, металл керамикалық және ультра қатты материалдар: ерекшеліктері мен пайдалану перспективалары
- Беттік жабындар және қатайту әдістері: плазмалық, иондық сәулелік, лазерлік, термохимиялық әдістер
- Тау-кен машиналарының бөлшектерін өндірудегі аддитивті технологиялар (3D басып шығару): мүмкіндіктер мен шектеулер
- Наноматериалдар және наноқұрылымды қорытпалар: сипаттамалары, өнімділігі және қолданылуы
- Инновациялық материалдарды сынау әдістері: беріктік, трибологиялық, коррозиялық және соққы сынақтары
- Тау-кен машиналарының нақты тораптарында инновациялық материалдарды қолдану мысалдары: жұмыс органдары, жүріс жүйелері, редукторлар, Бұрғылау құралдары
- Тау-кен жабдықтарына арналған материалдардың инновациялары мен даму тенденциялары
Негізгі әдебиет
- Современные конструкционные материалы для машиностроения: учебное пособие — Москва: Изд-во «Лань», 2020, 3-е изд., 268 стр. ISBN 978-5-8114-4864-7.
- Учебник «Основы материаловедения» (под ред. И. И. Сидорина) — Москва: Машиностроение, 1976; 2-е изд. 1986.
- Учебное пособие «Новые материалы в машиностроении» (В. А. Рогов) — Москва: …, 2008.
- Materials Science and Engineering: An Introduction (W. D. Callister Jr., D. G. Rethwisch) — зарубежное издание, охватывающее основы материаловедения.
Қосымша әдебиеттер
- Innovative Materials and Technologies — издательство: Scientific & Academic Publishing; печатное ISBN 978-3-03835-671-4.
- Aerospace Alloys (Topics in Mining, Metallurgy and Materials) — обзор сплавов, применяемых в авиации, может быть полезен для понимания высоко-нагруженных сплавов
- Materials Science in Construction: An Introduction — A. Ahmed и др. — объясняет выбор материалов в конструкциях, что можно адаптировать для горных машин.
