Информатизация инженерного образования (выпуск 5)

ПРОГРАММА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СТАТИКИ СИСТЕМЫ С НЕУДЕРЖИВАЮЩИМИ СВЯЗЯМИ

61

Состав ресурса

Ресурс состоит из программы для системы MATHEMATICA, условий индивидуальных заданий и инструкции по применению.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом:

•практические занятия;

•самостоятельная работа, выполнение типовых заданий;

•дипломное и курсовое проектирование..

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Программа предназначена для использования при очной, очно-дистанцион- ной и дистанционной формах обучения.

Методические указания по применению ресурса

Для использования «MATHEMATICA 5» пользователь (студент) составляет уравнения равновесия исследуемой конструкции в скалярной форме и проверочное уравнение. С помощью программы, построенной в форме методических указаний, он приводит решение системы уравнений равновесия к заданному виду, составляет и решает систему неравенств, вычисляет реакции связей, выполняет проверку решения, получает графическое представление множества решений.

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

ПК с процессором с частотой не менее 300 МГц, не менее 512 Мб оперативной памяти, не менее 40 Мб свободного места на жестком диске.

Требования к программному обеспечению

Операционная система Windows 98/XP, пакет MATHEMATICA.

Краткое описание ресурса

Программа, написанная на языке пакета MATHEMATICA, является шаблоном для студента, решающего задачу. В программе даны указания для составления уравнений и анализа решения.

Условия применения ресурса

Демонстрационная версия распространяется свободно и доступна по адресу http://vuz.exponenta.ru/PDF/book/ZacKap.rar. Описание программы см. по адресу http://vuz.exponenta.ru/PDF/book/StKapZac.pdf. Для студентов и сотрудников МЭИ(ТУ) свободно доступна полная версия программы, остальные пользователи для получения программы заключают с МЭИ(ТУ) договор.

62

ГЕНЕРАТОР ЗАДАЧ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ И МАТЕМАТИКЕ

63

Состав ресурса

Генератор задач рассчитан на работу по следующим темам:

•высшая математика (анализ, алгебра, аналитическая геометрия);

•теоретическая механика (статика, кинематика, динамика);

•дискретная математика (теория графов, логика, теория групп);

•теория стабильности;

•теория искусственного интеллекта (нейронные сети);

•механика материалов и конструкций.

Программа предназначена для преподавателей технических вузов, ведущих практические занятия в очной и дистанционной формах обучения. Имеется несколько режимов работы:

1)создание задач для домашних работ, курсовых заданий и проектов;

2)генерация экзаменационных билетов (включая теоретические вопросы);

3)подготовка вопросов к теоретическому опросу (коллоквиуму).

Задачи для контрольных работ и заданий снабжены подробными промежуточными ответами и содержат, как правило, рисунок. Все материалы сохраняются в виде компактных LaTeX- и PDF-файлов, удобных для размещения в Интернете.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом:

•практические занятия;

•контрольные работы, экзамены.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Генератор задач предназначен для очной, очно-дистанционной и дистанционной форм обучения.

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

Персональный компьютер с процессором с частотой не менее 300 МГц, объемом оперативной памяти не менее 64 Мб.

Требования к программному обеспечению

Для полноценной работы программы требуется установленный пакет MiKTeX (версии 2.0 и выше), программа GSView и Adobe Reader. Операционная система Windows 98/Me/2000/XP.

Краткое описание ресурса

Электронный учебник включает в себя следующие темы:

математика:

•первый замечательный предел,

•второй замечательный предел,

64

•логарифмическое дифференцирование,

•производная 2-го порядка,

•производная неявной функции,

•асимптоты функции,

•экстремумы функции,

•градиент. Производная по направлению,

•интегралы. Замена переменной и интегрирование по частям,

•интегралы. Метод неопределенных коэффициентов,

•дифференциальный бином,

•положительный и знакочередующийся ряд. Функциональный и степенной ряд. Сумма ряда,

•интегралы от тригонометрических выражений,

•интегралы двойные,

•замена переменных — якобиан,

•криволинейный интеграл 2-го рода,

•приложения определенного интеграла,

•тройной интеграл. Криволинейный интеграл 1-го рода,

•поток векторного поля,

•геометрия на плоскости. Медианы, высоты треугольника,

•геометрия в пространстве. Объем тетраэдра,

•расстояние между прямыми,

•эллипс, гипербола,

•определитель 3-го и 4-го порядка,

•система линейных уравнений 3-го порядка,

•произведение матриц и решение уравнений,

•матричное уравнение,

•алгебра матриц. Вычисление определителя,

•собственные числа матрицы,

•умножение и сложение матриц. Вычисление определителя;

механика:

•основные теоремы динамики точки,

•дифференциальное уравнение движения точки,

•интегрирование уравнения движения,

•теорема о центре масс системы,

•теорема об изменении момента количества движения,

•теорема об изменении кинетической энергии,

•динамический расчет механизма с неизвестным параметром,

•принцип возможных перемещений,

•общее уравнение динамики,

•рычаг Жуковского. Многозвенный механизм,

•динамический анализ механизма,

•уравнение Лагранжа 2-го рода,

•колебания системы с двумя степенями свободы,

•теорема Шаля. Проект манипулятора,

•простейшие колебания с двумя степенями свободы,

•предельные частоты системы с двумя степенями свободы,

65

•вычисление числа степеней свободы,

•колебание фермы,

•динамические реакции вала,

•теорема о кинетическом моменте системы,

•гамильтониан,

•уравнение Гамильтона,

•кулиса. Уравнение Лагранжа;

дискретная математика:

•отношения и графы. Минимальный остов графа. Радиус и диаметр. Дерево. Десятичная кодировка. Кодировка Прюфера и Гапта. Кратчайший путь в графе. Пути в орграфе. Сеть,

•таблица Кэли,

•множества. Операции. Мощность,

•задача о назначениях,

•хроматический полином,

•компоненты сильной связности графа,

•центроид дерева,

•топологическая сортировка бесконтурной сети,

•гамильтоновы циклы. Задача коммивояжера,

•реберный граф,

•упрощение совершенной дизъюнктивной нормальной формы.

Кроме того, есть 28 задач по статике и 22 по кинематике. Каждая из задач генератором может быть размножена в множестве вариантов (до 1 000 000), отличающихся друг от друга не просто численными данными. Есть возможность генерировать именные задачи (по спискам студентов из деканата). Размер исполняемого файла — 2 Мб.

Условия применения ресурса

В демонстрационном режиме программа генерирует по пять вариантов задач без ответов. Для регистрации и получения пароля необходимо заключить договор с МЭИ (ТУ). Образец договора высылается по запросу.

66

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ САЙТ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕХАНИКЕ»

Авторы: О.М. Капустина, Ю.Г. Мартыненко

Направления мехатроника и робототехника

подготовки:

Дисциплина: теоретическая механика; динамика мехатронных систем

Адрес ресурса: https://sites.google.com/site/comptechmechanics

Контактная 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 17, ауд. С-208, кафедра информация: теоретической механики и мехатроники МЭИ (ТУ),

e-mail: kapustinaom@gmail.com, martynenkoyg@gmail.com

67

Состав ресурса

Раздел «Динамика неголономных систем» электронного учебника по теоретической механике, содержащий программы на языке Mathematica 7 составления, численного и аналитического исследования уравнений движения неголономных систем с порождёнными этими программами трехмерными графическими и музыкальными видеоиллюстрациями.

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом

Лекции и практические занятия, выполнение типовых, курсовых, дипломных, диссертационных работ.

Формы обучения, поддерживаемые ресурсом

Использование ресурса возможно при очной, очно-дистанционной и дистанционной формах обучения.

Методические указания по применению ресурса

Методические указания и коды программ Mathematica копируются с сайта свободно.

Требования к оборудованию для работы с ресурсом

Компьютер, подключённый к Интернету.

Требования к программному обеспечению

Обозреватель для просмотра страниц сайта, проигрыватель для исполнения видеофильмов You Tube, система Mathematica для работы с программами или бесплатно распространяемый производителем Mathematica проигрыватель для исполнения программ сайта без их редактирования.

Краткое описание ресурса

Сайт содержит описание методик и реализующие их программы Mathematica составления, исследования уравнений движения, построения трёхмерных геометрических иллюстраций и параметризованных анимаций движений механических систем. Созданные иллюстрации могут быть использованы на лекциях и практических занятиях при изучении понятий стационарных движений, устойчивости движений механических систем и других понятий. Алгоритмы и коды программ допускают применение при выполнении типовых, курсовых, дипломных, диссертационных работ различной тематики.

Условия применения ресурса

Материалы сайта могут свободно использоваться любыми пользователями при условии ссылки на источник: Капустина О.М., Мартыненко Ю.Г. Компьютерные технологии в механике // сайт https://sites.google.com/site/comptechmechanics/

68

МОДУЛИ ПРОВЕРКИ ЗНАНИЙ ПО КУРСАМ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНЖЕНЕРНАЯ ГРАФИКА»

69

Состав ресурса

Модули (алгоритмы и программная электронная реализация) псевдоинтерактивного контроля знаний и навыков для текущего и рубежного контроля в процессе изучения курсов дисциплины «Инженерная графика».

Виды занятий, поддерживаемые ресурсом

Самостоятельное изучение дисциплины традиционно или с помощью электронного учебника, групповой контроль (тестирование) в режиме автоматизированной проверки знаний.

Методические указания по применению ресурса

В демонстрационном режиме модули иллюстрируют свои возможности на базе типовых задач по темам «Пересечение поверхностей» и «Анализ формы геометрической модели». Для расширения базы типовых задач создаются файлы условий и файлы множества вариантов ответов (до 27) с соответствующими комментариями.

Требования к программному обеспечению

Операционная система Windows 98 / Me / 2000 / XP, программная среда Hyper Method, AutoCAD версии 14 и последующие.

Краткое описание ресурса

Отдельные модули данного ресурса в рамках традиционного или электронного курса реализуют проверку:

•правильности решения блока графических задач по данной теме (упорядочением альтернатив) с комментариями ответов и итогов по блоку ответов;

•правильности решения графической задачи по координатам характерных точек;

•правильности прочтения условия графической задачи для выбора метода решения;

•правильности анализа состава сложной геометрической формы, сопровождаемую подсказками и комментариями по ходу ответов.

Условия применения ресурса

Ресурсы применяются для контроля и иллюстраций в рамках занятий по дисциплине «Инженерная графика в системе Автокад» ЦПП кафедры инженерной графики МЭИ (ТУ).

Передача другим пользователям и разработчикам электронных ресурсов производится по договору.

70