Syllabus

Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя

Каф. конструювання верстатів, інструментів та машин

Математичне моделювання об'єктів галузевого машинобудування

Силабус

1. Освітні програми, для яких дисципліна є обов’язковою:

# Рівень освіти Галузь знань Спеціальність Освітня програма Курс(и) Семестр(и)
1 бакалавр 13. Механічна інженерія 133. Галузеве машинобудування (бакалавр) 3 6-7

2. Дисципліна пропонується як вибіркова для усіх рівнів вищої освіти і усіх освітніх програм.

3. Інформація про автора курсу

Прізвище, ім'я та по батькові Шанайда Володимир Васильович
Науковий ступінь канд. техн. наук
Вчене звання доцент
Посилання на сторінку викладача(ів) на офіційній веб-сторінці університету http://library.tntu.edu.ua/personaliji/a/sh/shanajda-volodymyr-vasylovych/
Е-mail (в домені tntu.edu.ua)

4. Інформація про навчальну дисципліну

Розподіл аудиторних годин Лекції: 52
Практичні заняття: 32
Лабораторні заняття: 36

Кількість годин самостійної роботи: 120
Кількість кредитів ECTS: 8
Мова викладання українська
Вид підсумкового контрою залік
екзамен
Посилання на електронний навчальний курс у СЕН університету ATutor https://dl.tntu.edu.ua/bounce.php?course=705

5. Програма навчальної дисципліни

Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання

Мета дисципліни "Математичне моделювання" – розкрити зміст та особливості використання комп'ютерної техніки і відповідного програмного забезпечення для реалізації типових алгоритмів при виконанні проектних робіт: конструкторських розрахунків, математичного та графічного моделювання.



2.2. Завдання навчальної дисципліни
За результатами вивчення дисципліни студент повинен продемонструвати такі результати навчання:
ЗНАТИ:
- структуру, правила використання та особливості роботи в математичному пакеті MathCAD;
- можливості його використання при виконанні розрахункових робіт, курсових та дипломних проектів, проведенні наукових досліджень;
- основні поняття та системні змінні Autodesk AutoCAD;
- інтерфейс програми Autodesk AutoCAD та її налаштування;
- основні методи автоматизованого виконання проектних процедур;
ВМІТИ:
- підбирати та організовувати роботу апаратних засобів ПЕОМ;
- налагоджувати та готовити програмні засоби для їх встановлення у перелік програмного забезпечення ПЕОМ;
- описувати змінні та функції у пакеті MathCAD;
- аналізувати отримані результати з використанням графічних функцій пакета MathCAD;
- реалізовувати розрахункові алгоритми у пакеті MathCAD;
- оформляти робочі документи в пакеті MathCAD.;
- використовувати команди побудови та редагування графічних примітивів в системі Autodesk AutoCAD
- оформляти креслення згідно вимог ЕСКД в системі Autodesk AutoCAD;
- володіти основами 3D-моделювання та принципами побудови твердотілих об’єктів.

Місце дисципліни в структурно-логічній схемі навчання за освітньою програмою

Перелік дисциплін, або знань та умінь, володіння якими необхідні студенту (вимоги до рівня підготовки) для успішного засвоєння дисципліни

Приступаючи до вивчення курсу студенти мають мати базові знання з Основ програмування та Пакетів прикладних програм

Перелік дисциплін які базуються на результатах навчання з даної дисципліни

Cutting tools
САПР верстатів і верстатних комплексів
Дослідження та випробування верстатів та верстатних комплексів

Зміст навчальної дисципліни

Лекційний курс (формулювання тем)

1. Тема № 1. Вступ. Характеристика пакета MathCAD. Предмет і завдання курсу. Огляд систем САПР та пакетів MathCAD. Структура пакета MathCAD. Оформлення інтерфейсу та панелей пакета MathCAD.
Тема № 2. Робота із змінними в пакеті MathCAD. Поняття математичного виразу. Загальна характеристика змінних у пакеті MathCAD. Поняття літерозалежності у пакеті MathCAD. Характеристика чотирьох типів ранжованої змінної. Правила формування математичних виразів у пакеті MathCAD.
2. Тема № 3. Поняття функції у пакеті MathCAD. Характеристика функцій у пакеті MathCAD. Правила формування функції у пакеті MathCAD. Аналіз структури функції користувача. Способи опису аргументів при використанні вмонтованих функцій та функцій користувача.
3. Тема № 4. Організація роботи з масивами даних у пакеті MathCAD. Організація впорядкованих масивів. Порядок створення матриць. Характеристика елементів впорядкованих масивів та матриць. Службова змінна ORIGIN.
4. Тема № 5. Побудова графіків у пакеті MathCAD. Алгоритм побудови графіків. Особливості побудови графіків функцій з кількома аргументами. Побудова графіків функцій для різних аргументів.
5. Тема № 6. Редагування області графіків. Побудова графіків функцій різними кольорами та різними типами ліній (знаків). Редагування області графіків. Команди Zoom та Trace. Модифікація координатної площини для побудови графіків.
6. Тема № 7. Розв'язок лінійних та нелінійних рівнянь у пакеті MathCAD. Розв'язок поліномів. Алгоритм використання вмонтованих функцій пакета (функція ROOT) для знаходження розв'язків рівнянь. Використання функції Polyroots для знаходження коренів полінома.
7. Тема № 8. Розв'язок систем лінійних та нелінійних рівнянь у пакеті MathCAD. Використання розв'язуючого блоку Given-Find для знаходження розв'язків систем лінійних та нелінійних рівнянь. Використання розв'язуючого блоку Given-Minerr для дослідження мимобіжних функцій.
8. Тема № 9. Умовний ранжований оператор. Суть використання умовного ранжованого оператора. Аналіз окремих прикладів використання УРО для дослідження функціональних залежностей.
9. Тема № 10. Ранжований оператор умовного переходу. Алгоритм формування та принцип дії ранжованого оператора умовного переходу. Використання РОУП для побудови складених функцій.
10. Тема № 11. Суть методу найменших квадратів (МНК). Аналітичні перетворення у пакеті MathCAD. Розкрити суть методу найменших квадратів. Проаналізувати алгоритм дослідження дискретної множини точок МНК. Охарактеризувати механізм виконання найпростіших аналітичних перетворень у пакеті MathCAD

11. Тема № 12. Лінійна форма МНК та її реалізація вмонтованими функціями пакета. Охарактеризувати послідовність дій при використанні вмонтованих функцій Intercept та Slope.
12. Тема № 13. Лінійна регресія загального виду у пакеті MathCAD. Розкрити суть методу найменших квадратів через реалізацію лінійної регресії загального виду. Проаналізувати алгоритм дослідження дискретної множини точок МНК з використанням функції Linfit.
13. Тема № 14. Нелінійна регресія загального виду у пакеті MathCAD. Розкрити суть методу найменших квадратів через реалізацію нелінійної регресії загального виду. Проаналізувати алгоритм дослідження дискретної множини точок МНК з використанням функції Genfit.

Практичні заняття (теми)

1. Вступ. Характеристика пакета MathCAD
2. Робота із змінними в пакеті MathCAD. Поняття математичного виразу
3. Поняття функції у пакеті MathCAD
4. Організація роботи з масивами даних у пакеті MathCAD
5. Побудова графіків у пакеті MathCAD
Редагування області графіків
6. Розв'язок лінійних та нелінійних рівнянь у пакеті MathCAD.
7. Розв'язок поліномів
8. Розв'язок систем лінійних та
нелінійних рівнянь у пакеті MathCAD
9. Умовний ранжований оператор
10. Ранжований оператор умовного переходу
11. Суть методу найменших квадратів (МНК).
12. Лінійна форма МНК та її реалізація вмонтованими функціями пакета
13. Лінійна регресія загального виду у пакеті MathCAD
14. Нелінійна регресія загального виду у пакеті MathCAD

Навчальні матеріали та ресурси

1. Шанайда В.В. Пакет MathCAD в інженерних розрахунках. – Тернопіль: Видавництво ТДТУ, 2001. – 163 с.
2. Макаров Е.Г. Самоучитель MathCAD 14. Електронний навчальний посібник.
3. Практическая работа в "MathCAD 14". Обучающий видеокурс.
4. Хергер М., Партоль Х. MathCAD 2000: полное руководство: Пер. с нем.- К.: Издательская группа BHV, 2000. – 416 с.
5. Алексеев Г.А., Аршинов В.А., Кричевская Р.М. Конструирование инструмента. - М.: Машиностроение, 1979. -383 с.

6. Політика та контроль навчальної дисципліни (освітнього компонента)

Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів навчання

Форма підсумкового семестрового контролю – екзамен


Модуль 1 Модуль 2


Підсумковий контроль
Разом з дисципліни
Аудиторна та самостійна робота Аудиторна та самостійна робота


Теоретичний курс (тестування)


Практична робота

Теоретичний курс (тестування)

Практична робота
20 20 15 20 25 100
№ лекцій Вид робіт Бал № лекцій Вид робіт Бал за кожних три бали семестрової оцінки студент отримує 1 бал підсумкової семестрової оцінки автоматично
Лекція 1 Пр. роб. №1 2 Лекція 7 Пр. роб. № 8 2
Пр. роб. №2 4 Лекція 8 Пр. роб. № 9 2
Лекція 2 Пр. роб. №3 4 Лекція 9 Пр. роб. № 10 2
Лекція 3 Пр. роб. №4 2 Лекція 10 Пр. роб. № 11 2
Лекція 4 Пр. роб. №5 2 Лекція 11 Пр. роб. № 12 4
Лекція 5 Пр. роб. №5 2 Лекція 12 Пр. роб. № 13 4
Лекція 6 Пр. роб. №6 2 Лекція 13 Пр. роб. № 14 4
Лекція 6 Пр. роб. №7 2


Таблиця відповідності рейтингових балів оцінкам за університетською шкалою:

Шкала оцінок
ВНЗ
(100-бальна)
Національна
(4-бальна)
ECTS
90-100 Відмінно А
82-89 Добре B
75-81 C
67-74 Задовільно D
60-66 E
35-59 Незадовільно FX
1-34 F
Затверджено рішенням кафедри
(протокол №
від «
»
року).