ИНЖЕНЕРНЫЙ ВЕСТНИК

Целью данной работы является изложение этапов разработки конструкции и исследования лабораторного маятникового прокатного стана коллективом студентов и сотрудников кафедры «Оборудование и технологии прокатки» МГТУ им. Н.Э.Баумана, проводимых в рамках научного направления по созданию совмещенных литейно-прокатных агрегатов (ЛПА). Выбор в качестве объекта разработки лабораторного маятникового стана обусловлен возможностью его изготовления для проведения экспериментальных исследований с целью проверки работоспособности конструкции и разработанной методики расчетов энергосиловых параметров маятниковой прокатки. Авторы убедительно доказывают возможность изготовления такого лабораторного стана с использованием лабораторных баз кафедры и Университета, подчеркивая, что как лабораторный он может быть использован в учебном процессе при освоении студентами теории периодической прокатки, а в случае получения положительных результатов экспериментов как отправная точка в разработке конструкторской документации для промышленного стана. В статье особое внимание уделяется устройству и принципу работы лабораторных маятниковых станов по мнению авторов представляющих интерес из большого числа конструкций, разработанных в рамках курсовых и дипломных проектов. Приводятся выводы по основным результатам разносторонних исследований как конструкций так и процесса прокатки на маятниковых станах, убедительно доказывающие их работоспособность и возможность осуществления технологического процесса.

В практике преподавания дисциплин, связанных с применением численных методов расчёта, невозможно оставить в стороне вопросы реализации вычислительных алгоритмов в виде расчётных программ для ЭВМ. Традиционно, для таких целей используются процедурные языки программирования среднего и высокого уровней. Однако, в ряде случаев, значительные преимущества даёт применение функциональных языков сверхвысокого уровня, таких как Common LISP. В статье рассматриваются вопросы демонстрации преимуществ языков сверхвысокого уровня путём постановки вычислительного эксперимента по решению широко известной математической задачи — расчёта чисел ряда Фибоначчи.

Построение линий пересечения поверхностей в чертежах деталей делает чертежи более наглядными, упрощает их чтение. Каждому выпускнику технического университета известен алгоритм решения задачи на построение линии пересечения поверхностей. В традиционных курсах начертательной геометрии, как правило, рассматриваются задачи на пересечение двух поверхностей, решаемые с применением поверхностей-посредников одного вида, практически не рассмотрены примеры на совместное использование общего алгоритма и частных случаев, которое может дать простое и точное решение для нетиповой задачи пересечения поверхности. Использование синтеза общего и частного случаев построения линии пересечения поверхностей позволит взглянуть студентам на решение подобных задач с иной стороны, углубит их познания в начертательной геометрии, усилит мотивацию к обучению.

Статья посвящена разработке компьютерных технологий в образовании и созданию методического контента интегральных преобразований, в частности преобразования Фурье [1]. В этой связи важным является представление методов решения задач в виде учебных программ [2] в одной из систем компьютерной математики, например, Mathcad [3], Matlab. Такая постановка процесса обучения может считаться замкнутой на конечную цель - получение всего спектра знаний от теории до практического результата, в том числе в цифровом виде. А имеющийся электронный ресурс по этой теме и ссылка www.bmstu.ru/ps/~kvtitov на него позволяет получать многовариантные решения в интерактивном режиме и, в этом смысле, делает статью мобильной и оригинальной в части использования информационных и телекоммуникационных технологий в Internet-пространстве. Исходные данные в интерактив¬ном режиме можно изменять и вновь получать решения и, таким образом, вести эксперимен¬тальные исследования.

Проводится исследование возможностей различных открытых и коммерческих программных комплексов, позволяющих решать учебные задачи в области акустики, возникающие при анализе акустических нагрузок на КА в курсовом и дипломном проектировании. Рассматривается решение задач рассеяния акустических волн на цилиндре бесконечной длины, излучения волн бесконечным цилиндром, а также внутренняя задача со смешанными граничными условиями. Расчеты проводятся в коммерческом пакете анализа акустики MSC Actran, открытом конечно-элементном пакете Code Aster, также для моделирования задач с применением метода гранич-ных элементов используется открытая библиотека BEM++. Результаты расчетов сравниваются с известными аналитическими решениями.

В статье рассмотрена методика проведения лабораторно-практического занятия, сочетающего исследование строения современных жаропрочных никелевых сплавов и изучение материаловедческих вопросов формирования требуемого структурно-фазового состояния в результате применения высокотехнологичных наукоемких процессов изготовления деталей. Значительное внимание уделено сравнительному анализу свойств, области применения деформируемых и литейных никелевых суперсплавов, интерметаллидных сплавов. Отличительная особенность нового занятия заключается в том, что макро- и микростроение сплавов в зависимости от химического состава, термической обработки и используемой технологии студенты изучают в непосредственной взаимосвязи с требуемыми эксплуатационными свойствами деталей газотурбинных двигателей. Приведены примеры использования активных и интерактивных методов обучения в виде ролевой игры. Занятие отличается логической завершенностью, предметом изучения являются все основные группы жаропрочных никелевых сплавов, которые в настоящее время широко используются в отечественном двигателестроении.

В статье поднимается вопрос о важности и необходимости развития визуального мышления у будущих инженеров и роли в этом вопросе информационных технологий. В частности, обосновывается идея о том, что трехмерное моделирование, это не только путь к более полной и точной визуализации проектируемого изделия, но и способ реализации практико - ориентированных технологий в образовательном процессе. Речь, в первую очередь, идет о использования 3D-моделирования в качестве базы для развития имитационных методов в инженерной подготовке. Последнее особенно важно с точки зрения возможности оценки достигнутого уровня проектно-конструкторской компетентности студента.

Будущая учебная программа бакалавров технических специальностей МГТУ им. Н.Э.Баумана предусматривает обучение основам автоматизированного проектирования на втором курсе на примере работы с графическими комплексами уровня российского Компас-3D и зарубежной Solid Edge. Авторы предлагают ввести учебные модули, рассматривающие процесс проектирования, как составную часть более сложного процесса, составляющего жизненный цикл промышленных изделий. Знакомство с программами PLM, которые заняли на современном производстве центральное место, необходимо для бакалавров. Определены модули, обеспечивающие интеграцию данного направления в дисциплину, выбрана программная среда, разработана методика обучения бакалавров программам PLM в курсе автоматизированного проектирования.

Работа посвящена методике преподавания такого раздела интегральной геометрии, как преобразование Радона -Хелгасона. Метод Радона-Хелгасана позволяет восстанавливать значения функции по известным значениям интегралов от этой функции, вычисленным по элементам некоторого множества поверхностей. Этот метод является одним из основных методов для решения задач компьютерной томографии, которые приходится рассматривать в физике плазмы, астрофизике, геологии, в медицине и т.д. Поэтому преобразование Радона-Хелгасона включено в программы подготовки специалистов и магистров по специальностям факультета БМТ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Этот метод очень мало представлен в учебной литературе. Для лучшего усвоения учебного материала предлагаются простые примеры, иллюстрирующие метод без применения вычислений на ЭВМ и позволяющие получить точный результат.

В работе представлены рекомендации по системе преподавания курса «Инженерия поверхности студентам по специальности «Материаловедение». Программа состоит из модулей, сформированных в соответствии с учебным планом. Каждый модуль включает лекционный курс, методическое и техническое обеспечение дисциплины, а также методику проведения контроля знаний. Для существенного повышения качества обучения и приближения к практической деятельности, в статье приведены рекомендации по самостоятельной работе студентов и обширный список литературы, включающий, в том числе, современные интернет-ресурсы.При разработке учебной программы учитывались требования Государственного образовательного стандарта подготовки специалитета по направлению 150100.65.

Статья посвящена описанию опыта, накопленного при изучении методов и алгоритмов стеганографии и стегоанализа, как раздела дисциплины «Обнаружение и распознавание сигналов» («ОиРС») на кафедре «Информационная безопасность» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приведены результаты анализа доступных публикаций. Наибольшее внимание уделяется материалам раздела стеганографии, поскольку его изучение требует самостоятельной работы студента под руководством преподавателя. Для организации соревновательности при совместном изучении стеганографии и стегоанализа описывается конфигурация аппаратно – программных средств, составляющих основу класса для проведения семинаров и лабораторных работ с целью изучения методов и средств стеганографии.

В данной статье предлагается методика изложения темы «Случайные величины» в курсе «Теория вероятностей» для всех специальностей МГТУ имени Н.Э. Баумана. В ней отсутствуют доказательства используемых теорем, однако приведён список литературы, к которому можно обратиться за более подробным разъяснением теоретических обоснований предложенного материала. Статья написана на основе многолетнего опыта преподавания и будет полезна как студентам, так и преподавателям при проведении практических занятий. Отличительной чертой данной работы является сочетание математической строгости изложения теоретической части с прикладной направленностью рассмотренных примеров. Предлагаемая в ней методика позволяет сделать учебный материал структурированным и доступным для студентов.

Данная работа предлагает методику изложения темы «Решение задач на классическую вероятность с помощью формул комбинаторики» в курсе «Теория вероятностей» для всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. Статья написана на основе многолетнего опыта преподавания теории вероятностей во втузе и будет полезна как студентам, так и преподавателям при проведении практических занятий. Цель работы – помочь студентам приобрести навыки применения вероятностных методов к решению различных задач. При решении задач, заключающихся в определении вероятностей, наибольшую трудность представляет подсчет общего числа элементарных исходов, благоприятствующих данному событию. В этом случае полезно обратиться к формулам комбинаторики. Для того, чтобы их структурировать в статье предлагается таблица, в которой максимально лаконично представлен материал. В таблице указаны основные комбинаторные формулы и короткие типовые задачи с их использованием. В работе кратко изложены основные теоретические сведения, рассмотрены примеры и типовые задачи, которые позволят выработать алгоритм выбора той или иной формулы при решении поставленных задач.

Данная работа предлагает методику проведения семинарских занятий по теме «Бесконечно большие функции» по курсу «Математический анализ» для студентов первого курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э. Баумана. При изложении теории бесконечно больших функций в курсе математического анализа, наиболее сложной задачей для студентов является сравнение и выделение главной части таких функций. В соответствие с новыми образовательными стандартами и введением балльно-рейтинговой системы оценки знаний, возникает необходимость изложить материал в ограниченные сроки, но понятно и доступно для всех студентов. В данной статье предложен алгоритм сравнения бесконечно больших функций и разработана таблица, в которой рассмотрены все варианты выделения главной части таких функций. Они призваны помочь студентам самостоятельно разобраться в данном материале и дать качественную оценку полученного результата. В статье кратко изложены основные теоретические сведения, необходимые для решения таких задач, и рассмотрены примеры. Это позволит студентам легко структурировать материал и выработать алгоритм для быстрого нахождения вида главной части при различных стремлениях аргумента.

Рассмотрена проблема генерирования заданий по дифференциальным уравнениям. В качестве основы для алгоритмов предложены функциональные схемы-шаблоны, содержащие несколько функциональных параметров, вместо которых можно подставлять любые интегрируемые функции. Приведены функциональные схемы для различных типов дифференциальных уравнений: с разделяющимися перемен-ными, с однородной правой частью, линейных, типа Бернулли, а также линейных дифференциальных уравнений второго порядка с  переменными коэффициентами.

Рассмотрена проблема автоматической генерации с помощью ЭВМ заданий для индивидуальных домашних работ и контрольных мероприятий. Представлены раз-личные принципы построения генераторов заданий, указаны их преимущества и недостатки. Проанализированы возможности применения для этих целей различного программного обеспечения. Описан опыт создания и применения авторами на кафедре «Высшая математика» МГТУ им. Н.Э. Баумана генератора контрольных работ и домашних заданий по курсам аналитической геометрии, линейной алгебры.

В данной работе рассматривается методический подход к проведению семинарских занятий по теме «Выделение главных частей бесконечно малых функций» по курсу «Математический анализ» для студентов первого курса всех специальностей МГТУ им. Н.Э.Баумана. При изложении теории бесконечно малых функций в курсе математического анализа, наиболее сложной задачей для студентов является выделение главной части таких функций. В соответствие с новыми образовательными стандартами и введением балльно-рейтинговой системы оценки знаний, возникает необходимость изложить материал в ограниченные сроки, но понятно и доступно для всех студентов. В данной статье предложен алгоритм и разработана таблица, в которой рассмотрены все варианты выделения главной части бесконечно малых. Они призваны помочь студентам самостоятельно разобраться в данном материале, успешно подготовиться к семинарским занятиям и успешно написать рубежный контроль и итоговую аттестацию по предмету. В статье кратко изложены основные теоретические сведения, необходимые для решения таких задач, и рассмотрены примеры. Это позволит студентам легко структурировать материал и выработать алгоритм для быстрого нахождения вида главной части при различных стремлениях аргумента.

Даны предложения по организации курса «Математика на английском языке» на факультете «Фундаментальные науки» МГТУ им. Н.Э. Баумана. Представлено краткое содержание курса, обсуждены его особенности и организационно-методическое содержание.

В настоящее время появилась необходимость использования компьютерных технологий в инженерно-геометрической подготовке. Их применение повышает у студентов интерес к получению знаний, мотивацию обучения, способствует формированию необходимых профессиональных компетенций. Информатизация преподавания инженерно-геометрических дисциплин сделает учебный процесс более совершенным, что позволит существенно улучшить качество подготовки специалистов. В данной публикации делается попытка определить роль и место информационных технологий в инженерно-геометрической подготовке, обозначить проблемы и наметить пути их решения.

Рассмотрена задача о возможности снижения электрических потерь за счет использования электродов переменной площади поперечного сечения при сохранении массы электродов. Предложена модель многопараметрического представления зависимости площади поперечного сечения электродов от координаты сечения. Проведен аналитический расчет выходных параметров для линейной модели локальной вольтамперной характеристики (ВАХ). Рассчитаны параметры сечения, позволяющие максимизировать мощность ЭГЭ в случае одностороннего токосъема. Исследована возможность увеличения длины электродов при неизменном уровне потерь.