Метод блочных элементов в механике

Краткое содержание учебной дисциплины, модуля / Brief summary

Цель дисциплины «Метод блочных элементов в механике»: ознакомление студентов, специализирующихся по кафедре теоретической и прикладной механики, с основами метода дискретных/блочных элементов и использованием данного численного метода для решения задач различных разделов современной механики. 

Образовательная цель: изучение теоретических основ метода дискретных элементов, изложение основ метода дискретных/блочных элементов. 

Развивающая цель: развитие компетенций студентов в области численных методов исследования механических процессов и явлений, расчета напряженно-деформированного состояния механических систем и тел, постановка и решение прикладных задач. 

Задачи учебной дисциплины:

1. сформировать у студентов представление о методах дискретных элементов численного решения задач механики; 

2. выработать у студентов навыки выполнения расчетов по изучению состояния и поведения механических систем и тел, в частности определению характеристик напряженно-деформированного состояния методом дискретных элементов; 

3. сформировать у студентов навыки анализа численных результатов решения прикладных задач механики. 

The purpose of the discipline «Block Element Method in Mechanics» is to familiarize students specializing in the Department of Theoretical and Applied Mechanics with the basics of the discrete/block element method and the use of this numerical method to solve problems in various branches of modern mechanics. Educational purpose: to study the theoretical foundations of the discrete element method, to outline the basics of the discrete/block element method. Developing goal: to develop students’ competencies in the field of numerical methods for studying mechanical processes and phenomena, calculating the stress-strain state of mechanical systems and bodies, setting and solving applied problems.

Objectives of the academic discipline: 

1. to form students’ understanding of the methods of discrete elements of numerical solution of problems of mechanics; 

2. to develop students’ skills in performing calculations to study the state and behavior of mechanical systems and bodies, in particular, to determine the characteristics of the stress-strain state by the method of discrete elements; 

3. to develop students’ skills in analyzing numerical results of solving applied problems in mechanics.

Формируемые компетенции / The formed competences

специализированные компетенции: 

Применять методы и законы механики к исследованию робототехнических систем и решению прикладных задач механики.

specialized competencies: 

To apply the methods and laws of mechanics to the study of robotic systems and the solution of applied problems of mechanics.

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

знать: 

– основные численные методы механики сплошных и дискретных сред;

– основные базовые элементы метода дискретных элементов;

– программные среды для численного моделирования методом блочных элементов.

уметь:

– применять различные реализации метода дискретных элементов при решении конкретных задач;

– использовать особенности реализаций метода дискретных элементов при построении численных алгоритмов.

иметь навык:

– построения численных алгоритмов на основе различных реализаций метода дискретных элементов;

– подхода к построению компьютерных модельных схем решения задач механики на основе метода дискретных элементов;

– анализа результатов численного моделирования на основе метода дискретных элементов.

know:

– basic numerical methods of mechanics of continuous and discrete media; 

– basic basic elements of the discrete element method; 

– software environments for numerical modeling using the block element method.

be able to:

– apply various implementations of the discrete element method in solving specific tasks; 

– to use the features of implementations of the discrete element method in the construction of numerical algorithms. elements.

have a skill:

– construction of numerical algorithms based on various implementations of the discrete element method; 

– an approach to the construction of computer model schemes for solving problems of mechanics based on the method of discrete elements; 

– analysis of the results of numerical modeling based on the discrete element method.

Семестр изучения учебной дисциплины, модуля / Semester of study

6

6

Пререквизиты / Prerequisites

«Сопротивление материалов и основы строительной механики», «Механика современных материалов», «Численные методы механики сплошной среды», «Математические методы механики деформируемого твёрдого тела и основы механики разрушения».

«Resistance of materials and fundamentals of structural mechanics», «Mechanics of modern materials», «Numerical methods of continuum mechanics», «Mathematical methods of deformable solid mechanics and fundamentals of fracture 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 – 102 часа, в том числе 68 аудиторных часов, лекции – 34 часа, лабораторные занятия – 34 часа. Из них: лекции – 34 часа, лабораторные занятия – 28 часов, управляемая самостоятельная работа (УСР) – 6 часов.

Total – 102 hours, including 68 classroom hours, lectures – 34 hours, laboratory classes – 34 hours. Of these: lectures – 34 hours, laboratory classes – 28 hours, guided independent work (GIW) – 6 hours.

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

Зачёт

Credit for the discipline