3. .Физическое и математическое моделирование (1 час)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ЭНИН
_____________Боровиков Ю.С.
«___»________________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И САПР В
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИНАХ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП: 140400 «ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»
ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ: «Технология проектирования и производства
электромеханических преобразователей энергии
СТЕПЕНЬ: Магистр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА – 2011 г.
ГОД ОБУЧЕНИЯ 2, СЕМЕСТР ОСЕННИЙ
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 4
ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Электрические машины и аппараты», «Проектирование
КОРЕКВИЗИТЫ:
электрических машин»
«Проектирование электрических машин»
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
ЛЕКЦИИ
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
ВСЕГО АУДИТРНЫХ ЗАНЯТИЙ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
ВСЕГО
12 часов (ауд.)
18 часов (ауд.)
42 часа (ауд.)
72 часа
96 часов
168 часов
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ:
экзамен, диф. зачет
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ: каф. «Электромеханические
комплексы и материалы»
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ:
к.т.н., доцент Ивашутенко А.С.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП:
к.т.н., доцент Боровиков Ю.С.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
д.т.н., профессор Муравлев О.П.
2011
1. Цели освоения дисциплины
Основными целями дисциплины являются: формирование углубленных знаний
студентов о теоретической базе построения САПР; общих методах проектирования
электромеханических преобразователей энергии с использованием современных ЭВМ;
получение навыков использования САПР при проектировании конкретных типов
электрических машин и аппаратов.
В результате освоения данной дисциплины обеспечивается достижение целей Ц1, Ц3 и
Ц5 основной образовательной магистерской программы «Технология проектирования и
производства электромеханических преобразователей энергии»; приобретенные знания, умения
и навыки позволят подготовить выпускника:
– к проектно-конструкторской деятельности, способного к расчету, электромеханических
преобразователей энергии, анализу и проектированию различных типов электрических машин
и аппаратов с использованием современных средств автоматизации проектных разработок (
Ц1);
– к научно-исследовательской деятельности, в том числе в междисциплинарных областях,
связанной с математическим моделированием процессов в электромеханических
преобразователях энергии, проведением экспериментальных исследований и анализом их
результатов (Ц3);
– к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию: подготовка
выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию.
(Ц 5).
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина относится к «Дисциплинам направления магистерской подготовки» модуля
«Электротехника»; магистерская программа − Технология проектирования и производства
электромеханических преобразователей энергии». Указанная дисциплина является одной из
профилирующих; имеет как самостоятельное значение, так и является базой для ряда
специальных дисциплин.
Для успешного освоения дисциплины слушателю необходимо:
знать:
современные тенденции развития технического прогресса; характеристики современных САПР
и их структуру; принципы построения САПР; возможности применения САПР при
проектировании электрических и аппаратов машин и аппаратов; основные методы создания
математических моделей для САПР; методы оптимального проектирования; принципы
автоматизированного конструирования электрических машин и аппаратов; способы оценки
эффективности внедрения САПР;
уметь:
использовать САПР для проектирования конкретных типов электрических машин и аппаратов;
выбирать и применять методы оптимального проектирования; работать на ЭВМ в диалоговом
режиме; проводить экономическую оценку спроектированных электромеханических
преобразователей энергии;
иметь опыт:
автоматизированного проектирования и конструирования электрических машин и аппаратов;
выполнения чертежей электрических машин и аппаратов с помощью ЭВМ; работы со
справочной литературой, стандартами и другими нормативными материалами.
Пререквизиты: «Электрические машины и аппараты», «Проектирование электрических
машин»
Кореквизиты: «Проектирование электрических машин»
2
3. Результаты освоения дисциплины
Обучающиеся должны освоить дисциплину на уровне, позволяющем им свободно
ориентироваться в методах автоматизированного проектирования электромеханических
преобразователей энергии; выборе математических моделей для САПР; использовании методов
оптимального проектирования; иметь навыки практического проектирования и
конструирования электрических машин и аппаратов.
Уровень освоения дисциплины должен позволять магистрам с использованием
технической литературы решать задачи проектирования электрических машин и аппаратов на
базе профессиональных программных продуктов.
В соответствии с поставленными целями после изучения дисциплины «Системы
автоматизированного проектирования электрических машин» магистры приобретают знания,
умения и опыт, которые определяют результаты обучения согласно основной образовательной
программы: Р2, Р3, Р6, Р7, Р8, Р12,Р13*. Соответствие знаний, умений и опыта указанным
результатам представлено в таблице № 1.
Таблице № 1
Декомпозиция результатов обучения
Код
результато
в обучения
в
соответств
ии с ООП*
Составляющие результатов освоения дисциплины
Код
Р3
З.3.2;
Р7
З.7.4;
Р8
З.8.4;
Р13
З.13.1
Р2
У.2.1;
Р7
У.7.1;
Перечень знаний, умений, владение опытом
В результате освоения дисциплины магистр должен
знать:
– современные тенденции развития технического прогресса;
– методы математического и физического моделирования в САПР;
– современные программные продукты для организации
автоматизированного
проектирования;
функции
системы
автоматизированного проектирования; виды обеспечения САПР;
– инструментарий для решения задач проектного и
исследовательского характера в сфере профессиональной
деятельности по электромеханике;
 методы определения целевой функции для оптимального
проектирования электрических машин и аппаратов с учетом
ограничений;

В результате освоения дисциплины магистр должен
уметь:
– применять компьютерную технику и информационные
технологии в своей профессиональной деятельности;
– применять методы математического анализа при проведении
научных исследований и решении прикладных задач в
профессиональной сфере;
3
Р8
У.8.3;
Р12
У.12.1;
Р12
У.12.2.
Р3
В.3.1;
Р3
В.3.2;
Р6
В.6.1;
Р8
В.8.1;
Р8
В.8.3;
Р8
В.8.4;
Р8
В.8.5.
– использовать методы анализа, моделирования и расчетов
электрических машин и аппаратов с использованием современных
компьютерных технологий и специализированных программ;
– проводить эксперименты по заданным методикам с последующей
обработкой и анализом результатов в области электромеханики;
– планировать эксперименты для решения определенной задачи
профессиональной деятельности;
 осуществлять
подготовку
исходных
данных
для
автоматизированного конструирования электрических машин и
аппаратов по специализированным компьютерным программам;
 выбирать начальные и граничные условия для математического
моделирования в соответствии с требованиями технической
задачи.
В результате освоения дисциплины магистр должен владеть
опытом:
– использования основных методов организации самостоятельного
обучения и самоконтроля;
– приобретения необходимой информации с целью повышения
квалификации и расширения профессионального кругозора;
– аргументированного письменного изложения собственной точки
зрения; навыками публичной речи, аргументации, ведения
дискуссии и полемики, практического анализа, логики различного
рода рассуждений; навыками
критического восприятия
информации;
– применения методов автоматизированного конструирования
элементов и сборочных единиц электрических машин и
аппаратов;
– анализа и синтеза конструкции электрических машин и
аппаратов;
– расчета параметров электромеханических преобразователей
энергии;
–
использования
прикладных
программ
и
средствами
автоматизированного проектирования при решении инженерных
задач электромеханики;
владеть:
 навыками работы со справочной литературой и нормативно–
техническими материалами;
– методами оптимального проектирования электрических машин
и аппаратов.
*Расшифровка кодов результатов обучения и формируемых компетенций
представлена в Основной образовательной программе подготовки магистров по
направлению 140400 «Электроэнергетика и электротехника»
Курсивом отмечены уникальные знания, умения и опыт, соответствующие данной
дисциплине
Уровень
подготовки
магистров
определяется
общекультурными
и
общепрофессиональными компетенциями, которые сформулированы в основной
4
образовательной программы на основе ФГОС ВПО и в соответствии с задачами
профессиональной деятельности выпускников.
Компетенции, формируемые в рамках данной дисциплины в соответствии с
планируемыми результатами обучения согласно основной образовательной программы: Р4,
Р6, Р8, Р12*, представлены в табл. №2.
Таблице № 2
Планируемые результаты обучения
Код
результатов
обучения в
соответствии
с ООП*
Р4
Р6
Р8
Р12
Р8
Результаты обучения ( компетенции)
В результате освоения дисциплины магистр должен сформировать
общекультурные компетенции:
– способность эффективно работать индивидуально и в качестве члена команды,
демонстрируя навыки руководства коллективом исполнителей, в том числе над
междисциплинарными проектами; уметь проявлять личную ответственность,
приверженность профессиональной этике и нормам ведения профессиональной
деятельности;
– способность осуществлять коммуникации в профессиональной среде и в
обществе в целом, в том числе на иностранном языке; анализировать
существующую и разрабатывать самостоятельно техническую документацию;
четко излагать и защищать результаты профессиональной деятельности;
В результате освоения дисциплины магистр должен сформировать
профессиональные компетенции:
– способность применять стандартные методы расчета и средства автоматизации
проектирования; принимать участие в выборе и проектировании деталей и
сборочных единиц электрических машин и аппаратов в соответствии с
техническими заданиями;
– способность проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и
анализом результатов; планировать экспериментальные исследования;
применять
методы
стандартных
испытаний
электромеханических
преобразователей энергии.
В результате освоения дисциплины магистр должен сформировать
профильно – специализированные компетенции:
– способностью организовать автоматизированное проектирование и
конструирование электрических машин и аппаратов с применением
специализированных компьютерных программ.
5
*Курсивом
дисциплине.
отмечены
уникальные
компетенции,
соответствующие
данной
4. Структура и содержание дисциплины
4.1 Структура дисциплины по разделам, формам организации и
контроля обучения
Таблица № 3
Название разделов
Аудиторная работа (час.)
ЛК
1. Основные положения курса
2.
Состав
системы
автоматизированного
проектирования
3.Физическое
моделирование
и
Пр.
занятия
Итого
(час.)
Лаб. зан.
1
1
3
Тема № 1
3
математическое
1
4. Математические модели в системах
автоматизированного проектирования
7
Тема № 2
7
Тема № 3
8
2
5.
Методы
оптимального
проектирования
6.
Конструирование
электротехнических
устройств
с
помощью ЭВМ
СРС
(час.)
3
2
Тема № 4
10
Тема № 5
ЛБ №1, 2
Час. 6
12
22
ЛБ №3
Час. 2
3
7
ЛБ №4
Час. 4
11
19
ЛБ №5
Час. 4
6
14
ЛБ № 6
Час. 2
10
21
25
Формы текущего
контроля
и
аттестации
Устный опрос
Устный опрос
Отчет по ЛБ
Контрольная
работа №1
Устный опрос
Отчет по ЛБ
Устный опрос
Отчет по ЛБ
Контрольная
работа №2
Устный опрос
Отчеты по ЛБ;
Устный опрос;
Индивидуальн
ое задание
7. Промежуточная аттестация
Экзамен
Всего по формам обучения
12
42
18
54
90
4.2 Аннотированное содержание разделов дисциплины (12 часов)
1. Основные положения курса (1 час)
Роль САПР на современном этапе развития технического и социального прогресса.
Основные понятия по применению САПР, как инструмента проектировщика.
Автоматизированное и неавтоматизированное проектирование. Цели автоматизированного
проектирования. Предмет автоматизированного проектирования. Электрическая машина как
сложный объект. Функции системы автоматизированного проектирования. Специфика САПР
ЭМ. Обзор развития автоматизированного проектирования в нашей стране и за рубежом.
2. Состав системы автоматизированного проектирования (3часа)
Методология автоматизированного проектирования. Блочно-иерархический подход к
проектированию в САПР ЭМ. Составные части процесса проектирования электрических
машин. Понятия проектная процедура и проектные операции. Обобщенные модели процесса
проектирования: нисходящее и восходящее проектирование; внешнее и внутреннее
проектирование; унификация проектных решений и процедур. Типовые проектные процедуры:
6
синтез и анализ и их классификация. Место синтеза и анализа в процессе проектирования.
Основные принципы создания САПР. САПР как организационно-техническая система. Виды
обеспечения систем автоматизированного проектирования. Описание, анализ и оценка
использования САПР в электромашиностроении. Комплекс средств автоматизированного
проектирования. Структура базовой САПР электрических машин.
3. .Физическое и математическое моделирование (1 час)
Понятие «математическая модель». Математическое и физическое моделирование. Роль
математических и физических моделей в системах автоматизированного проектирования.
Недостатки физического моделирования.
4. Математические модели в системах автоматизированного проектирования (2
часа)
Методы получения математических моделей электромеханических устройств на
микроуровне. Приближенные модели объектов на микроуровне: метод конечных элементов и
метод конечных разностей. Математические модели на макроуровне. Построение
математических моделей. Понятие «математическая модель». Математическое и физическое
моделирование.
Виды
математических
моделей:
статические
и
динамические,
детерминированные и стохастические, непрерывные и дискретные. Использование
математических моделей при проектировании. Имитационное моделирование. CAE – системы
как основа математического моделирования в САПР.
5. Методы оптимального проектирования (3 часа)
Постановка задачи оптимального проектирования электрических машин.
Критерии оптимальности электрических машин. Целевая функция, независимые переменные и
ограничения при оптимальном проектировании. Графическая интерпретация оптимального
проектирования. Методы оптимального проектирования, их классификация: методы перебора
(методы упорядоченного перебора и методы случайного перебора); методы направленного
поиска (одноэтапные методы и многоэтапные методы). Одноэтапные методы – градиентные и
методы возможных направлений. Многоэтапные методы – методы покомпонентного
улучшения и методы динамического программирования. Достоинства и недостатки методов
оптимального проектирования электрических машин. Рекомендации по применению методов
оптимального проектирования электрических машин.
6. Конструирование электротехнических устройств с помощью ЭВМ (2часа)
Автоматизированное конструирование электрических машин. Элементы машинной
графики в автоматизированном конструировании электрических машин. Применение ЭВМ для
обработки графической информации и автоматического выполнения чертежно-графических
работ. Схема процесса конструирования. Модели графических документов. Входные,
внутренние и выходные формы моделей. Комплекс задач по конструированию. Структура
чертежно-графической подсистемы. Схема организации процесса конструирования.
Перспективы перехода от двухмерного трехмерному проектированию. Основные недостатки
2D-системы. T-FLEX CAD – один из вариантов перехода к трехмерному проектированию.
Преимущества 3D моделирования. Система автоматизированного проектирования T-FLEX.
Конструкторская подготовка производства на базе программных продуктов T-FLEX. Принципы
конструирования. Пример разработки конструкции асинхронных двигателей на ЭВМ.
4.3. Содержание практического раздела дисциплины
4.3.1. тематика практических занятий (42 часа)
1. Выбор электромагнитных нагрузок электромеханических преобразователей энергии.
Принципы определения основных размеров электрических машин – 7 часов.
7
2. Проектирование сердечников и обмоток статора и ротора электрических машин.
Выбор прогрессивных технологических процессов изготовления сердечников и
обмоток статора и ротора – 7 часов.
3. Определение электрических параметров электромеханических преобразователей
энергии. Расчет рабочих и пусковых характеристик электромеханических
преобразователей энергии – 8 часов.
4. Постановка
задачи
оптимального
проектирования
электромеханических
преобразователей энергии. Численные методы оптимального проектирования, их
достоинства и недостатки. Принципы выбора методов оптимального проектирования.
Построение математической модели для выбранного метода оптимального
проектирования – 10 часов.
5. Конструирование электромеханических преобразователей энергии. Механические
расчеты конструктивных элементов. Тепловой и вентиляционный расчеты.
Разработка чертежей. Корректировка конструкции – 10 часов.
4.3.2. тематика лабораторных работ (18 часов.)
1. FLEX CAD 2D. Основы создания чертежа - 4 час.
2. FLEX CAD 2D. Создание чертежа листа сердечника статора асинхронного двигателя 2 час.
3. T-FLEX CAD 2D. Создание чертежа листа сердечника ротора асинхронного двигателя
- 2 час.
4. T-FLEX CAD 2D.Нанесение размеров на чертежи - 4 час.
5. T-FLEX CAD 2D. Статор асинхронного двигателя в сборе - 4 час.
6. T-FLEX CAD 2D. Ротор асинхронного двигателя в сборе - 2 час.
5. Образовательные технологии
В процессе обучения для достижения планируемых результатов освоения дисциплины
используются следующие методы образовательных технологий:
опережающая самостоятельная работа, методы IT, междисциплинарное,
обучение, обучение на основе опыта, исследовательский метод
Для изучении дисциплины предусмотрены следующие формы организации учебного
процесса: лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа студентов, индивидуальные и
групповые консультации.
Специфика сочетания перечисленных методов и форм организации обучения отражена в
матрице (табл. 4).
Таблица 4.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
Формы ОО
Лекции
Практич.
занятия
Лаб.
занятия
X
X
СРС
Методы
Опережающая самостоятельная работа
Методы IT
X
8
X
Междисциплинарное обучение
X
X
Проблемное обучение
Обучение на основе опыта
X
X
X
Исследовательский метод
X
X
X
X
6. Организация и учебно – методическое обеспечение СР студентов
Самостоятельная работа является наиболее продуктивной формой образовательной и
познавательной деятельности студента в период обучения. Для реализации творческих
способностей и более глубокого освоения дисциплины предусмотрены следующие виды
самостоятельной работы: 1) текущая и 2) творческая проблемно – ориентированная.
6.1. Текущая самостоятельная работа, направленная на углубление и закрепление
знаний студента, развитие практических умений включает:
– работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников
информации по индивидуальному заданию;
– опережающую самостоятельную работу;
– выполнение домашних заданий;
– изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
– подготовку к лабораторным работам, к практическим занятиям;
– подготовку к контрольным работам, зачету, экзамену;
6.2. Творческая проблемно – ориентированная самостоятельная работа (ТСР)
предусматривает:
– исследовательскую работу и участие в научных студенческих конференциях, и
олимпиадах;
– поиск, анализ, структурирование и презентацию информации;
– углубленное исследование вопросов по тематике лабораторных работ.
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
6.3.1. С целью развития творческих навыков у студентов при изучении настоящей
дисциплины определен перечень тем научно – исследовательских работ и рефератов по
наиболее проблемным задачам и вопросам теоретического и практического плана (выдаются
наиболее одаренным студентам ):
1. Роль синтеза и анализа в автоматизированном проектировании;
2. Математические модели в автоматизированном проектировании;
3. Перспективы развития автоматизированного проектирования;
4. Роль автоматизированного проектирования при совершенствовании электрических
машин;
5. Автоматизация конструкторского и технологического проектирования;
6. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИИ);
7. Система числового программного управления производственным процессом и ее
применение при изготовлении электрических машин;
8. Перспективы перехода от двухмерного к трехмерному проектированию электрических
машин;
9. Оптимизация при проектировании электрических машин (развитие и перспективы).
6.3.2. Темы индивидуальных заданий для реферативных работ:
1. Синтез в автоматизированном проектировании;
9
2. Анализ в автоматизированном проектировании;
3. Построение математических моделей в САПР;
4. Перспективы развития автоматизированного проектирования;
5. Роль САПР при совершенствовании электрических машин;
6. Основные функции и состав операционных систем;
7. Принципы построения программного обеспечения САПР;
8. Принципы построения банков данных в автоматизированном проектировании;
9. Организация информационного обеспечения САПР;
10.
Автоматизация конструкторского проектирования;
11.
Автоматизация технологического проектирования;
12.
Геометрическое моделирование и синтез форм деталей;
13.
Взаимосвязь конструкторского и технологического проектирования;
14.
Технические средства обеспечения машинной графики в САПР;
15.
Автоматизированная система управления производством;
16.
Интеграция систем автоматизированного проектирования и технологической
подготовки производства (САПР/АСТПП);
17.
Автоматизированные системы научных исследований (АСНИИ);
18.
Математическое моделирование электрических машин в САПР;
19.
Роль автоматизации проектирования в электромашиностроении;
20.
Синтез при конструировании деталей;
21.
Перспективы применения систем автоматизированного проектирования и
автоматизации производственных процессов;
22.
Система числового программного управления производственным процессом и ее
применение при изготовлении электрических машин;
23.
Роль синтеза при проектировании и конструировании электрических машин;
24.
Перспективы перехода от двухмерного к трехмерному проектированию
электрических машин;
25.
Основные принципы выбора САПР для проектирования электрических машин;
26.
Методы оптимизации при проектировании электрических машин (развитие и
перспективы).
6.3.3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку:

сравнение методов оптимизации при проектировании электрических машин;

защита
информационных
данных
в
системах
автоматизированного
проектирования;

безбумажные технологии в системах автоматизированного проектирования.
6.4. Контроль самостоятельной работы студентов
Контроль самостоятельной работы студентов и качество освоения отдельных модулей
дисциплины осуществляется посредством:

защиты рефератов по выполненным обзорным работам и проведенным
исследованиям;

защиты лабораторных работ в соответствии с графиком выполнения;

результатов ответов на контрольные вопросы;
Оценка текущей успеваемости студентов определяется в баллах в соответствии с рейтинг
– планом, предусматривающем все виды учебной деятельности.
6.5. Учебно – методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
10
При выполнении самостоятельной работы студенты имеют возможность
пользоваться
специализированными источниками, приведенными в разделе 9. «Учебно – методическое и
информационное
обеспечение
дисциплины»
и
Internet-ресурсами:
http://portal.main.tpu.ru:7777/SHARED/m/MOP/Tab
7. Средства текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины
Для текущей оценки качества освоения дисциплины и её отдельных модулей
разработаны и используются следующие средства:

список контрольных вопросов по отдельным темам и разделам (приведен в
«Приложении»;

перечень тем научно– исследовательских работ и рефератов по наиболее
проблемным задачам и вопросам теоретического и практического плана изучаемой
дисциплины (представлены в п. 6.3);

методические указания к лабораторным работам и отчеты по результатам их
выполнения;
Для промежуточной аттестации подготовлен комплект билетов – 25 шт.; билеты содержат
два теоретических вопроса.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Текущий контроль качества освоения отдельных тем и модулей дисциплины
осуществляется на основе рейтинговой системы. Этот контроль осуществляется ежемесячно в
течение семестра и качество усвоения материала (выполнения задания) оценивается в баллах, в
соответствии с рейтинг – планом по теоретической части. Для стимулирования студентов в
выполнении творческой самостоятельной работы в составе текущего контроля предусмотрено 7
баллов.
Промежуточная аттестация (экзамен) производится в конце семестра и также оценивается
в баллах. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение
семестра и баллов, полученных на промежуточной аттестации в конце семестра по результатам
экзамена (зачета). Максимальный балл текущего контроля составляет 60, промежуточной
аттестации (экзамен) с учетом индивидуальных заданий – 40; максимальный итоговый рейтинг
– 100 баллов.
Оценке
«отлично» соответствует
85…100
баллов;
«хорошо» –
70…84;
«удовлетворительно» – 55…69; менее 55 – «неудовлетворительно»; «зачет» – 55…100.
/Рейтинг-план по дисциплине «Инженерное проектирование и САПР в
электрических машинах» представлен отдельным документом/
9. Учебно – методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература:
1. Гольдберг О.Д. Инженерное проектирование и САПР. - М.: Академия, 2008
2. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов.М.: Изд. МГТУ им Н.Э. Баумана, 2002. – 431 с.
3. Аветисян Д.А. Автоматизация проектирования электрических систем и устройств. –
М.: Высш. шк., 2005. – 511 с.
4. Болдин А.Н., Задиранов А.Н. Основы автоматизированного проектирования: Учебное
пособие. – М.: МГИУ, 2006. - 104 с.
11
5. Берлинер Э.М., Таратынов О.В. САПР в машиностроении. М.: Форум, 2008. – 448 с.
6. Бунаков П.Ю. Сквозное проектирование в T-FLEX. М.: ДМК Пресс, 2009. – 400 с.
7. Лопухина Е.М. Автоматизированное проектирование электрических машин малой
мощности: Учеб. пособие / Лопухина Е.М., Семенчуков Г.А. – М.: Высш. шк., 2002. –
511 с.
8. Теоретические основы САПР : Учебник для вузов / В.П.Корячко, В.М.Курейчик, И.П.
Норенков. М.: Энергоиздат, 1987. – 400 с.
9. Геминтерн В.И., Каган Б.М. Методы оптимального проектирования. М.: Радио и связь,
1982. – 152 с.
Программное обеспечение и Internet –ресурсы
http://portal.main.tpu.ru:7777/SHARED/m/MOP/Tab
10. Материально – техническое обеспечение дисциплины
– лабораторные работы проводятся в специализированных учебных лабораториях;
компьютеры подключены к сети учебного корпуса ЭНИН с выходом в Internet ; используется
электронный вариант лабораторных работ, разработанный на кафедре и профессиональный
программный комплекс «T-FLEX»;
– лекции читаются в учебных аудиториях с использованием технических средств;
материал лекций представлен в виде презентаций в Power Point;
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС
по направлению «Технология проектирования и производства электромеханических
преобразователей энергии».
Программа одобрена на заседании кафедры «Электромеханические комплексы и
материалы» (протокол № 3 от 06 октября 2010 г.)
Автор: профессор
О.П. Муравлев
Рецензент: Заведующий кафедрой
Электроснабжение промышленных
предприятий, д.т.н., профессор
Б.В. Лукутин
Приложение
Вопросы текущего контроля знаний по разделам рабочей программы дисциплины
«ИНЖЕНЕРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИН И САПР В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
МАШИНАХ»
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Перечислите этапы развития проектирования электрических машин.
Каковы причины возникновения систем автоматизированного проектирования
электрических машин?
Какие составляющие прогресса в электромашиностроении вы знаете?
Дайте определение автоматизированного и неавтоматизированного проектирования
электрических машин.
Каковы цели автоматизированного проектирования и их содержание?
Что является предметом автоматизированного проектирования?
Что понимаем под сложным объектом?
12
Почему электрическую машину можем считать сложным объектом?
Функции системы автоматизированного проектирования, которые выполняются в
автоматическом режиме.
10. Функции системы автоматизированного проектирования, которые выполняются при
взаимодействии проектировщика и ЭВМ.
11. Опишите значение систем автоматизированного проектирования для народного
хозяйства России.
12. Расшифруйте названия CAD/CAM/CAE систем и их место в САПР ЭМ.
13. Назовите отечественные фирмы, которые занимаются разработкой САПР, и их
программные продукты.
14. Поясните последовательность процесса проектирования.
15. Поясните состав предпроектных исследований при проектирования электрических
машин.
16. Опишите формирование технического задания при проектирования электрических
машин.
17. Какие работы включаются в эскизный проект при проектирования электрических
машин?
18. Какие работы включаются в рабочий и технический проекты при проектирования
электрических машин?
19. На какой стадии производится корректировка результатов проектирования
электрических машин?
20. Роль испытаний при создании электрических машин?
21. В чем заключается унификация проектных решений и процедур?
22. Какие типовые процедуры знаете и их содержание?
23. Каково содержание одновариантного и многовариантного анализа?
24. Каково содержание структурного и параметрического синтеза?
25. Место и роль анализа и синтеза при проектировании электрических машин.
26. Назовите основные принципы создания САПР и их содержание.
27. Какие подсистемы базовой САПР ЭМ знаете и их назначение?
28. Расчетная подсистема базовой САПР ЭМ и ее функции.
29. Подсистема конструирования базовой САПР ЭМ и ее функции.
30. Напишите стандартное определение системы автоматизированного проектирования.
31. Что включается в комплекс средств автоматизации проектирования?
32. Из каких элементов состоит система автоматизированного проектирования?
33. Какие подсистемы базовой САПР ЭМ знаете и их назначение?
34. Каковы составляющие программного обеспечения и их функции?
35. Поясните назначение информационного обеспечения САПР.
36. Какие требования предъявляются к автоматизированной базе данных?
37. Как отражаются особенности электрических машин в информационном обеспечении
САПР?
57. Поясните роль физических моделей В САПР
58. Поясните роль математических моделей В САПР
59. Дайте определение математической модели.
60. Что понимаем под моделью электрической машины?
61. Перечислите этапы построения математической модели.
62. В чем заключается проверка математической модели?
63. Как используются математические модели при проектировании?
64. Перечислите методы сеток для моделей и рекомендации по их применению.
65. Напишите алгоритм метода сеток для приближенных моделей.
8.
9.
13
66. Какова классификация математических моделей и их краткая характеристика.
67. Что понимаем под «оптимальной» электрической машиной?
68. Сформулируйте постановку задачи оптимального проектирования электрических
машин.
69. Что принимается в качестве целевой функции и два подхода к её формированию при
оптимальном проектировании электрических машин?
70. Какая целевая функция используется при проектирования электрических машин
общепромышленного применения?
71. Дайте классификацию методов оптимального проектирования.
72. Когда и какие методы оптимального проектирования электрических машин следует
применять?
73. Почему нужен переход от двухмерного к трехмерному проектированию?
74. Каковы основные недостатки двухмерного проектированию?
75. Каковы основные преимущества трехмерных моделей при проектировании
электромеханических устройств?
76. Какие существующие системы CAD и их особенности?
77. Каковы основные функции T-FLEX CAD 2D и T-FLEX CAD 3D?
78. Перечислите
основные
достоинства
программных
продуктов
T-FLEX.
79. Какова роль конструктора и ЭВМ при автоматизированном конструировании?
80. Опишите действия конструктора и ЭВМ при конструировании электрических машин.
14