Теория прочности и разрушения наноструктур

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Учебная дисциплина «Теория прочности и разрушения наноструктур» относится к циклу дисциплин профилизации «Теоретическая и прикладная механика» модуля «Механика микро- и наносистем» (компонент учреждения высшего образования). В рамках данного курса изучаются методы оценки состояния материалов с нанопокрытиями с учетом внутренней структуры на основе подходов мезомеханики, механики деформируемого твердого тела и механики разрушения.  Вырабатываются навыки практического использования современных комплексов автоматического CAD/CAE проектирования для исследования напряженно-деформированного состояния наноструктур.

The course «Strength and Fracture Theory of Nanostructures» is part of the «Theoretical and Applied Mechanics» module of the «Mechanics of Micro- and Nanosystems» (a component of a higher education institution). This course explores methods for assessing the state of materials with nanocoatings, taking into account their internal structure, based on approaches from mesomechanics, solid mechanics, and fracture mechanics. Skills are developed in the practical use of modern automated CAD/CAE design systems for studying the stress-strain state of nanostructures.

Формируемые компетенции / The formed competences

специализированные компетенции: 

СК-9: Применять современные методы механики, математического моделирования, экспериментальные методы к исследованию механических процессов и состояний микро- и наносистем.

specialized competencies: 

SK-9. Apply modern methods of mechanics, mathematical modeling, and experimental methods to the study of mechanical processes and states of micro- and nanosystems.

Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)

знать:

• классификацию наноструктур;
• особенности моделирования наноструктур в рамках дискретно-континуальных моделей;
• основные положения теории композиционных материалов;
• теории прочности различных наноструктур;
• модели поведения твердого деформируемого тела с трещинами.

уметь:

• используя изученные механико-математические модели моделировать различные наноструктуры;
• решать прикладные задачи исследования прочности наноструктур; 
• рассчитывать основные параметры разрушения;

иметь навык:

• работы с современными программными комплексами численного решения математических и прикладных задач механики.

know:

– classification of nanostructures;

– features of modeling nanostructures within discrete-continuous models;

– fundamental principles of composite materials theory;

– strength theories of various nanostructures;

– behavior models of cracked solids.

be able to:

– using the studied mechanical and mathematical models, simulate various nanostructures;

– solve applied problems in studying the strength of nanostructures;

– calculate the main fracture parameters;

possess:

– work with modern software packages for numerical solutions of mathematical and applied problems in mechanics.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

2

2

Пререквизиты / Prerequisites

«Теория пластин и оболочек», «Механика сплошной среды», «Математические методы механики деформируемого твёрдого тела и основы механики разрушения» «Численные методы», «Компьютерная механика».

«Theory of plates and shells», «Continuum mechanics», «Mathematical methods of mechanics of deformable solids and fundamentals of fracture mechanics», «Numerical methods», «Computer mechanics».

Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units

3

3

Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, 

hours of self-directed learning

всего 108 часов, в том числе 36 аудиторных часов, из них: лекции – 18 часов, лабораторные занятия – 18 часов.

total 108 hours, including 36 classroom hours, including: lectures – 18 hours, laboratory classes – 18 hours.

Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification

экзамен

exam