Метою вивчення дисципліни є формування у здобувачів вищої освіти професійних та інформативних компетентностей, які базуються на основних положеннях, знаннях та навичках щодо теорії математичного моделювання технічних систем, оптимізації їх параметрів та організаційно-технічних систем і їх застосування в практичній і науковій роботі. Розуміння закономірностей створення та використання математичних моделей для раціонального проектування технічних систем і технологічних процесів, що реалізують їх використання в області дослідження, виробництва і експлуатації машин. Підготовка до наукової роботи в галузі машинобудування.
Третій рік. 4 кредити. Диференційований залік.
Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу
- 133ДОК4 Сучасні інформаційні технології в науковій діяльності
- 133ДОК7 Методологія експериментальних досліджень технологічних процесів та машин
- 133ДОК8 Взаємодія робочих органів машин з оброблюваним середовищем
Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою
- 133ДВБ3.1 Вібраційні процеси та машини
- 133ДВБ3.2 Машини для приготування та транспортування багатокомпонентних сумішей
- 133ДОК9 Педагогічна практика
Тема 1. Поняття математичного моделювання.
Основні принципи математичного моделювання, його сутність та значення у проведенні наукових досліджень.
Тема 2. Застосування системного підходу до математичного моделювання та досліджень.
Поняття про системи. Класифікація систем. Технічна система. Технологічна система. Машина, яка складна динамічна система. Структура машин.
Тема 3. Типові робочі процеси, які відбуваються у машинах.
Аналіз досліджуваного робочого процесу, особливостей конструкції машин, їх виконавчих робочих органів.
Тема 4. Моделі, процес моделювання та його об’єкти.
Класифікація об’єктів моделювання. Вхідні та вихідні параметри (фактори) при моделюванні. Абстрагування та ідеалізація моделей.
Тема 5. Методи побудови математичних моделей.
Класифікація методів побудови математичних моделей. Аналітичні математичні методи аналізу моделей.
Тема 6. Статистичні методи математичного моделювання.
Планування багатофакторних експериментів. Обробка результатів моделювання. Регресійний аналіз.
Тема 7. Імітаційне моделювання.
Методи статистичних випробувань. Математичне моделювання систем масового обслуговування.
Тема 8. Типові математичні моделі фізичних процесів у машинобудуванні.
Математичні моделі потоку рідини (газу), механічного удару, деформування матеріалу, руйнування чи різання матеріалу.
Тема 9. Типові математичні моделі руху в машинобудуванні.
Математичне моделювання руху матеріальної точки, ланки механізму, цілісної системи механізму. Математичне моделювання розподілу переміщень, швидкостей, прискорень окремих частин механізмів і машин.
Тема 10. Типові математичні моделі процесів у будівельних машинах і обладнанні.
Математичне моделювання процесів перемішування сумішей при виробництві будівельних матеріалів, процесів транспортування та нанесення будівельних розчинних сумішей на робочі поверхні, процесів ущільнення будівельних розчинних сумішей при формуванні будівельних виробів.
Тема 11. Застосування програмних продуктів на базі багатоцільових систем для моделювання.
Опис можливостей комплексу програмних продуктів MathCad, AutoCad, SolidWorks.
Тема 12. Робота з програмним середовищем MathCad.
Введення і редагування математичних виразів, змінні та функції MathCad. Побудова двовимірних та тривимірних графіків функцій.
Тема 13. Робота з програмним середовищем AutoCad.
3D проєктування виробів (деталей і зборок). Проєктування механічних та електричних систем.
Тема 14. Робота з програмним середовищем SolidWorks.
3D проєктування виробів (деталей і зборок). Інженерний аналіз машин та їх деталей на міцність, стійкість, теплопередачу. Моделювання та вивчення динаміки механізмів, газо- та гідродинамічних процесів, частотний аналіз.
Практичне заняття №1. Структурний аналіз машини та її робочого процесу.
Практичне заняття №2. Постановка задачі моделювання.
Практичне заняття №3. Вибір математичного апарата для моделювання.
Практичне заняття №4. Експериментально-статистичні методи математичного моделювання.
Практичне заняття №5. Аналітичне моделювання у програмному середовищі MathCad із графічним відображення результатів.
Практичне заняття №6. Моделювання робочого процесу у програмному середовищі SolidWorks із графічним відображення результатів.
Базова
- Дубовой В.М. Моделювання та оптимізація системи: підручник / Дубовой В.М., Квєтний Р.Н., Михальов О.І., Усова А.В. – Вінниця: ПП «ТД Едельвейс», 2017. – 804с.
- Павленко П.М. Основи математичного моделювання систем і процесів: навч. посіб. – К.: Книжкове вид-во НАУ, 2013. – 201 с.
- Струтинський В.Б. Математичне моделювання процесів та систем механіки: підручник. – Житомир: ЖІТІ, 2001. – 612 с.
- Маценко В.Г. Математичне моделювання : навчальний посібник. – Чернівці: Чернівецький національний університет, 2014. – 519 c.
- Пальчевський Б.О. Дослідження технологічних систем (моделювання, проектування, оптимізація): навч. посібник. – Львів: Світ, 2001. – 232 с.
- Гречишніков Б.О. Математичне моделювання з допомогою ЕОМ при проектуванні та експлуатації будівельних, дорожніх машин та механічного обладнання. УМК ВО, Київ, 1990.
Допоміжна
- Самарский А. А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. – 2-е изд., испр. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. – 320 с.
- Филатов А. Г. Моделирование систем: учеб. пособие. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2008. – 429 с.
- Черепашков А.А., Носов Н.В. Компьютерные технологии, моделирование и автоматизированные системы в машиностроении: учеб. для студ. высш. учеб. заведений. –Волгоград: Ин-Фолио, 2009. – 640 с.
- Половко А. М., Ганичев И. В. Mathcad для студента. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 336 с.
- Рон Хауз. Використання AutoCad 2000. Д/д «Вільямс», 2005.
- Зиновьев Д.В. Основы проектирования в Solidworks. – М.: ДМК Пресс, 2017. – 240 с.