Компьютерная механика

Специальность / Speciality: Механика и математическое моделирование

Учебная дисциплина, модуль / Academic discipline, module: Компьютерная механика

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary	Компьютерная механика – учебная дисциплина, в рамках которой студенты учатся решать базовые задачи теоретической механики, сопротивления материалов и механики сплошной среды при помощи информационных технологий	Computational mechanics is an academic discipline in which students learn to learn to solve basic problems of theoretical mechanics, resistance of materials and continuum mechanics with the help of information technologies. continuum mechanics with the help of information technologies
Формируемые компетенции / The formed competences	Академические компетенции: АК-1. Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач. АК-2. Владеть системным и сравнительным анализом. АК-3. Владеть исследовательскими навыками. АК-4. Уметь работать самостоятельно. АК-5. Быть способным вырабатывать новые идеи (обладать креативностью). АК-6. Владеть междисциплинарным подходом при решении проблем. АК-7. Иметь навыки, связанные с использованием технических устройств, управлением информацией и работой с компьютером. АК-8. Обладать навыками устной и письменной коммуникации. Социально-личностные компетенции: СЛК-2. Быть способным к социальному взаимодействию. СЛК-3. Обладать способностью к межличностным коммуникациям. СЛК-5. Быть способным к критике и самокритике. СЛК-6. Уметь работать в команде. Профессиональные компетенции: ПК-7. Проводить исследования в области эффективности решения производственных задач. ПК-8. Работать с научной, нормативно-справочной и специальной литературой, разрабатывать и использовать современное учебно-методическое обеспечение; ПК-9. Вести преподавательскую работу в учреждениях высшего и среднего специального образования в соответствии с полученной квалификацией. ПК -14. Взаимодействовать со специалистами смежных профилей. ПК -18. Готовить доклады, материалы к презентациям. ПК -24. Работать с научной, технической и патентной литературой. ПК -27. Разрабатывать новые информационные технологии на основе проектирования механических схем и систем, проводимым к математическим моделям их оптимизациям. ПК -28. Применять методы анализа и организации внедрения инноваций. ПК -29. Реализовывать инновационные проекты в профессиональной деятельности.	Academic Competencies: AK-1. Be able to apply basic scientific and theoretical knowledge to solve theoretical and practical problems. AK-2. Possess systemic and comparative analysis. AK-3. Possess research skills. AK-4. Be able to work independently. AK-5. Be able to develop new ideas (creativity). AK-6. Have an interdisciplinary approach to problem solving. AK-7. Have skills related to the use of technical devices, information management and computers. AK-8. Possess oral and written communication skills. Social and personal competences: SLC-2. Be capable of social interaction. SLC-3. Possess interpersonal communication skills. SLC-5. Be capable of criticism and self-criticism. SLC-6. Be able to work in a team. Professional competences: PC-7. Conduct research in the field of efficiency in solving production problems. PC-8. Work with scientific, normative-reference and special literature, develop and use modern educational and methodological support; PC-9. Conduct teaching work in higher and specialised secondary education institutions in accordance with the qualification received. PC -14. Interact with specialists of related profiles. PC -18. Prepare reports, materials for presentations. PC -24. Work with scientific, technical and patent literature. PC -27. Develop new information technologies based on the design of mechanical circuits and systems, conducted to mathematical models of their optimisation. PC -28. Apply methods of analysis and organisation of innovation implementation. PC -29. Realise innovative projects in professional activity.
Результаты обучения (знать, уметь, владеть) / Learning outcomes (know, can, be able)	знать: а численные методы решения различных типов задач механики технических систем, положенные в основу прикладных систем автоматизированного инженерного анализа (САЕ); основы метода конечных элементов (МКЭ) и особенности его программной реализации; основные принципы компьютерного моделирования механических систем и физических процессов, а также этапы решения соответствующих задач; основные математические модели, описывающие механическое поведение сплошных сред при различных условиях; алгоритмы, методы, принципы создания компьютерных моделей и порядок решения задач в пакетах компьютерной механики (на примере ANSYS, Solid Works и Femap); уметь: проектировать детали, элементы и узлы машин и механизмов, а также более сложные многокомпонентные механические системы при помощи современных САПР; составлять матрицу жесткости и формировать систему разрешающих уравнений для определения напряженно-деформированного состояния; использовать пакеты прикладных систем автоматизированного инженерного анализа ANSYS, SolidWorks и Femap для решения задач теории упругости, пластичности, вязкоупругости, кинематики, динамики технических систем и анализа физических процессов, происходящих в этих системах; решать задачи о прочности, устойчивости и долговечности механических систем при помощи современных CAE пакетов; выполнять полный цикл компьютерного моделирования процессов механики, начиная с постановки задачи и построения компьютерной модели механической системы, заканчивая заданием корректных граничных условий, произведением численных расчётов и анализом полученных результатов, а также уметь делать корректные выводы о состоянии рассматриваемых систем и давать рекомендации по их оптимизации. владеть: методами построения расчетных моделей; навыками анализа механических процессов, протекающих в сплошных средах.	know:  a numerical methods for solving various types of problems of mechanics of technical systems, which are the basis of applied systems of computer-aided engineering analysis (CAE);  basics of the finite element method (FEM) and peculiarities of its software implementation;  basic principles of computer modelling of mechanical systems and physical processes, as well as the stages of solving the corresponding problems;  basic mathematical models describing the mechanical behaviour of continuous media under various conditions;  algorithms, methods, principles of creating computer models and the procedure for solving problems in computer mechanics packages (using ANSYS, Solid Works and Femap as examples); be able to:  design parts, elements and assemblies of machines and mechanisms, as well as more complex multi-component mechanical systems using modern CAD systems;  compile a stiffness matrix and form a system of solving equations to determine the stress-strain state;  use ANSYS, SolidWorks and Femap application packages for solving problems in the theory of elasticity, plasticity, viscoelasticity, kinematics, dynamics of technical systems and analysing physical processes occurring in these systems.  solve problems of elasticity, plasticity, viscoelasticity, kinematics, dynamics of technical systems and analyze physical processes occurring in these systems;  solve problems of strength, stability and durability of mechanical systems with the help of modern CAE packages;  perform the full cycle of computer simulation of mechanics processes, starting from problem formulation and construction of a computer model of a mechanical system, finishing with setting correct boundary conditions, numerical calculations and analysis of the obtained results, as well as be able to make correct conclusions about the state of the considered systems and give recommendations on their optimization. To possess:  methods of building computational models;  skills of analyzing mechanical processes occurring in continuous media.
Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study	5,6	5,6
Пререквизиты / Prerequisites	Информационные технологии, сопротивление материалов, механика сплошной среды	Information technologies, strength of materials, continuum mechanics
Трудоемкость в зачетных единицах (кредитах) / Credit units	6 з.е.	6 credits
Количество аудиторных часов и часов самостоятельной работы / Academic hour of students’ class work, hours of self-directed learning	В соответствии с учебным планом специальности на изучение дисциплины отводится в пятом семестре 108 часов, в том числе 70 часов аудиторных занятий. Распределение аудиторных часов по видам занятий: лекции − 26 часов, практические занятия − 40 часов, УСР − 4 часа, форма отчетности − зачёт. В шестом семестре отведено 120 часов, в том числе 68 часов аудиторных занятий.	In accordance with the curriculum of the speciality 108 hours are allocated for the study of the discipline in the fifth semester, including 70 hours of classroom training. Distribution of classroom hours by types of classes: lectures 26 hours, practical classes 40 hours, USR 4 hours, form of reporting credit. In the sixth semester 120 hours are allocated, including 68 hours of classroom training.
Требования и формы текущей и промежуточной аттестации / Requirements and forms of current and interim certification	Текущая аттестация – индивидуальные задания 5 семестр — зачёт, 6 семестр – экзамен.	Current certification — individual assignments 5 semester — credit, 6 semester — examination