Ванин В.А. и др. Научные исследования в технологии машиностроения

В.А. Ванин, В.Г. Однолько, С.И. Пестрецов, В.Х. Фидаров, А.Н. Колодин.Учебное пособие. – Тамбов : Изд.-во ТГТУ, 2009. – 232 с. – ISBN: 978-5-8265-0881-7.Излагаются основы проведения теоретических и экспериментальных исследований, методика обработки экспериментальных данных, в том числе с применением физико-математического пакета Mathcad 2001 Professional и офисного приложения Microsoft Excel, рассматриваются некоторые вопросы теории решения изобретательских задач.
Предназначено для студентов всех форм обучения, обучающихся по направлениям подготовки магистров: 150400 «Технологические машины и оборудование», 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», 151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»; специальности подготовки дипломированных специалистов 151001 «Технология машиностроения» и направлениям подготовки бакалавров: 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», 151000 «Конструкторско-технологическое обеспечение автоматизированных машиностроительных производств».СодержаниеВведение.
Основные сведения об организации и осуществлении научно-исследовательской работы.
Методологические основы научного познания и творчества.
Законы развития техники.
Общенаучные методы.
Системный анализ как метод научных исследований.
Поиск, накопление и обработка научной информации.
Теоретические исследования.
Задачи и методы теоретического исследования.
Моделирование в научном и техническом творчестве.
Последовательность решения исследовательских задач математическими методами.
Методики построения расчётных моделей систем.
Детерминированные механические системы первого и второго порядков.
Многомассовые динамические системы.
Предварительный контроль математической модели.
Аналитические методы в научных исследованиях.
Передаточная функция и частотная характеристика системы.
Понятие функционала и вариационного исчисления.
Экспериментальные исследования.
Классификация, типы и задачи эксперимента.
Основные вопросы методологии экспериментальных исследований.
Разработка план-программы эксперимента.
Теория подобия. Виды подобия. Числа подобия.
Измерения, их виды и классы.
Ошибки и погрешности измерений, их виды, природа возникновения, основные принципы и методы устранения.
Методика обработки прямых и косвенных измерений.
Определение минимального количества измерений.
Вероятностно-статистические методы обработки экспериментальных данных.
Случайные величины. Аксиомы теории вероятностей.
Генеральная и выборочная совокупности.
Вычисление выборочных характеристик. Числовые характеристики выборки.
Распределение случайной величины, теоретическое и эмпирическое распределения, их табличное и графическое представление.
Характеристики теоретического и эмпирического распределения случайной величины.
Законы распределения случайной величины.
Равномерное распределение.
Нормальное распределение.
Логарифмически нормальное распределение.
Показательное (экспоненциальное) распределение.
Закон Вейбулла.
Треугольное распределение (распределение Симпсона).
Распределение типа А (распределение Грама –Шарлье).
Распределение Пирсона типа I.
Распределение Максвелла.
Закон распределения модуля разности.
Биномиальное распределение (схема Бернулли).
Распределение Пуассона.
Геометрическое распределение.
Гипергеометрическое распределение.
Распределение хи-квадрат.
Распределение Стьюдента.
F-распределение Фишера.
Интервальная оценка с помощью доверительной вероятности точности и надёжности выборки замеров. Уровень значимости.
Проверка статистических гипотез.
Сравнение выборочного распределения и распределения генеральной совокупности. Применение критериев согласия.
Применение статистических методов обработки экспериментальных данных в технологии машиностроения.
Погрешности механической обработки и законы их распределения.
Теоретические диаграммы точности обработки.
Задачи статистического анализа точности механической обработки.
Статистические методы настройки станков.
Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований.
Машины и приборы для определения механических свойств материалов при статическом нагружении.
Способы измерения деформаций.
Методы и приборы оценки твёрдости и микротвёрдости.
Методы и приборы измерения шероховатости поверхностей.
Методы определения остаточных напряжений.
Методы и приборы исследования наклёпа.
Измерение частоты вращения, погрешностей вращательного движения и механических колебаний.
Измерение частоты вращения.
Измерение погрешностей вращательного движения механических передач.
Измерение механических колебаний.
Измерение сил и их производных.
Измерение сил.
Измерение крутящих моментов.
Способы измерения износа режущих инструментов и поверхностей деталей машин.
Особенности измерения износа режущих инструментов.
Измерение температуры и теплоты.
Проверка средств измерений.
Формы представления результатов экспериментальных исследований.
Методы графического изображения результатов эксперимента.
Методы подбора эмпирических формул.
Аппроксимация, интерполяция и экстраполяция.
Линейная регрессия.
Понятие дисперсионного анализа.
Однофакторный дисперсионный анализ.
Двухфакторный дисперсионный анализ.
Полный факторный эксперимент.
Дробный факторный эксперимент.
Планирование эксперимента с целью описания исследуемого объекта.
Задачи оптимизации.
Производственные функции.
Оптимизация технологических процессов с использованием планирования эксперимента.
Геометрическое решение задачи оптимизации.
Изобретательская работа и её особенности.
Современные методы поиска новых технических решений.
Вепольный анализ.
Алгоритм решения изобретательских задач.
Открытие и изобретение, полезная модель и промышленный образец, товарный знак.
Заявка на предполагаемое изобретение (структура и оформление).
Проведение патентных исследований.
Заключение.
Список литературы.
Приложения.