для магистрантов факультета СТАНКИНА

ВВОДНАЯ ЛЕКЦИЯ

Название курса «Теория прочности и надежности» не соответствует тому, о чем я Вам буду рассказывать.

Прочность – понятие из Металловедения и из Сопротивления материалов. (σ_В = 800 кг/мм² или 8 ГПа). Ее необходимо рассматривать в совокупности с характеристиками пластичности, в частности, с ударной вязкостью.

Что касается надежности, то она ценна, в первую очередь в ядерной энергетике. В.М. Труханов из Волгограда (з-д Баррикады). То, о чем предполагалось читать Вам в этом курсе, это не теория надежности, а скорее метод неразрушающего контроля. К таким методам, в частности, относится акустическая эмиссия. Провести аналогию с лечением больного. Детали машин надо не «лечить» а своевременно заменять и отслужившие утилизировать. Часто вместе с самими машинами, подвергающимися «моральному» старению.

Читать я Вам буду материал, который следует озаглавить как «Формализованное описание и разработка технологических операций машиностроения».

Прошу не путать формализацию с формализмом. Формализация это «отображение результатов мышления в точных понятиях и утверждениях».

Вам, как магистрам, предстоит защита диссертации. Магистр – это ученая степень. Бакалавратура и магистратура внедрялись в российское образование очень болезненно.

Отличие диссертации от монографии, книги и др. литературных произведений. Статьи в ж-лах c международным индексом цитирования – по форме диссертации.

В начале руководитель лишь ориентировочно по отношению к тому, что будет записано в диссертации, защищаемой через 2 года, формулирует Вам цель диссертации.

Ориентируясь на выданное руководителем задание, Вы проводите предварительный обзор литературы. При последующей работе над диссертацией Вы этот предварительный обзор постоянно пополняете. Однако вне зависимости от хронологии реализации обзора литературы весь обзор должен быть размещен в 1-ой главе диссертации. Это связано с тем, что Вы обозреваете исследования других авторов.

Поэтому, если Вы данные, заимствованные из литературы, поместите в 3-ью, 4-ую, 5-ую главы своей диссертации, это будет плагиатом. Данное требование не кается справочных данных по свойствам заготовок, которые Вы обрабатываете и т.п. Справочные данные Вы можете привести в любой из глав своей диссертации.

В конце 1-ой главы Вы делаете выводы из литобзора, например, «литобзор показал, что в рассматриваемой проблеме «недостаточно исследовано то-то и то-то».

Поле завершения литобзора, и по мере выполнения работы, производится уточнение и окончательно формулируется заданная руководителем, первоначально ориентировочно, цель диссертации.

Ориентируясь на первоначально заданную руководителем цель диссертации и на сделанные Вами выводы из литобзора, Вы формулируете задачи исследования. При этом будет логично, если количество выводов из литобзора и количество задач исследования будет совпадать. Если в выводе из литобзора Вы сказали, что то-то и то-то исследовано недостаточно, поставьте задачу, чтобы в результате Вашей диссертации это стало исследовано более полно.

2-ая глава – обоснование методов, которыми Вы будете осуществлять исследование. Здесь, как и в 1-ой главе, можно приводить литературные данные по разработанными Вашими предшественниками методам. Например, метода измерения температуры нагрева образца при экспериментировании, метод взвешивания обработанного образца, измерения его механических характеристик и т.п.

Однако, это касается тех из методов, которыми Вы воспользуетесь без их творческой доработки. Если Вы собираетесь метод усовершенствовать, то его прототип Вы включаете в литобзор. Затем в вводах из литобзора Вы формулируете недостаток метода. Соответственно, при формулировке задач исследования Вы ставите задачу перед применением метода его усовершенствовать, чтобы устранить выявленный Вами недостаток.

3-ья, 4-ая и т.д. главы – это описание результатов исследования.

Работа обязательно заканчивается выводами. При этом логично, чтобы количество выводов совпадало с количеством сформулированных Вами задач исследования. Каждой поставленной задаче соответствует вывод.

Однако выводы должны быть информативными.

Неправильно было бы поступить следующим образом.

Например, поставлена задача «выявить режимы (твердость, до которой термообработана подвергаемая точению исходная заготовка, скорость вращения шпинделя станка, продольная подача резца и др.), при которых изготавлваемая деталь будет иметь шероховатость поверхности в заданных пределах».

Механически следуя моей предыдущей рекомендации, диссертант напишет вывод: «Выявлены режимы (твердость, ….), при которых изготавливаемая деталь…».

Вывод должен звучать следующим образом: Шероховатость поверхности детали в заданных пределах (указать от … и до…) будет достигнута, если предварительно закаленную на твердость HRC40…42 заготовку обрабатывать со скоростью 420 об/мин при поперечной подаче резца 0,02 мм на проход и продольной подаче резца 0,03 мм/об.

Диссертация непременно должна содержать научную новизну и практическую значимость.

Научная новизна не связана непосредственно с полученными или не полученными диссертантом патентами на изобретения, хотя задав на защите диссертации вопрос: «В чем научная новизна работы?», часто слышишь ответ: «У меня патент на изобретение».

Научная новизна – это описание того «кирпичика», который диссертант укладывает в постоянно строящееся здание науки. Например, установление связи получения мелкоструктурированной поверхности детали со скоростью и глубиной ее обтачивания резцом. При этом, для укладки в здание науки установленную связь необходимо описать математической зависимостью.

В диссертации под словами научная новизна следует привести эту сформулированную Вами и описанную математической моделью зависимость.

Несколько удивительной на последней защите магистерских диссертаций была формулировка типа: «Научная новизна содержится в главе 4». Никакого читателя Ваших трудов, а тем более членов ГАК, не надо никуда посылать. Информацию надо представлять в завершенной и удобной для восприятия форме.

Практическая значимость заключается в кратком (1-2 предложения) описании того, какую пользу принесет Ваша диссертация при применении ее результатов в промышленности. Например, насколько сократится, так называемое, незавершенное производство (уложенные в контейнеры в проездах цеха полуфабрикаты), насколько повысится культура труда и т.п.

Оба указанных эффекта могут быть достигнуты при изготовлении деталей в многофункциональных обрабатывающих комплексах с программным управлением взамен их изготовления на традиционных станках.

Говоря о методах исследования (которые приводятся и анализируются во 2-ой главе диссертации) отметим следующее. Можно использовать термины «метод» и «методика». Выбор того или другого из этих терминов связан с уже утвердившимися их названиями в литературе. Например, «метод конечного элемента», «вариационный метода», «методика измерения твердости по Бринеллю». Надо быть разумным и не терять голову, заявляя о методологии. Методология – это наука о методе.

Примером методологии может служить марксистско-ленинская философия, развившиеся на базе материализма Канта и диалектики Гегеля. Однако диссертанты, описывающие свои исследования в области технологии машиностроения, все чаще называют их методологией. Это звучит, как минимум, нелепо.

Как научная новизна, так и практическая значимость, должны присутствовать в каждой диссертации на соискание ученой степени в области технических наук.

Требования к диссертациям сформулированы так, что в них могут преобладать научная составляющая или практическая составляющая.

В первом случае говорят и пишут, что диссертация содержит решение задачи, имеющей значение для соответствующей отрасли знаний.

Во втором случае говорят и пишут, что диссертация содержит технические или технологические разработки, имеющие существенное значение для какой-то отрасли промышленности.

Для формулировки научной новизны работы, проводятся исследования.

Методы исследования подразделяются на аналитические и экспериментальные. Аналитические состоят в решении базовых систем уравнений. При этом уравнения бывают дифференциальными и, в том числе, в частных производных.

С развитием вычислительной техники, а также методов конечных элементов, конечных разностей, появились различные программные комплексы, и магистры, аспиранты, специализирующиеся в технологических науках пользуются этими программными комплексами для расчета, например, напряжений в обрабатываемой заготовке.

Владение программными комплексами, созданными для компьютерного моделирования технологических операций, должно сопровождаться пониманием логики их применения для решения конкретных инженерных задач. Указанная логика близка к логике организации и проведения физического эксперимента. Без овладения ей моделирование с использованием программного комплекса будет напоминать беспорядочное экспериментирование, которое часто наблюдалось ранее в период легкой доступности физических экспериментов. В тот период в вузах был в обязательном порядке введен курс «Основы научных исследований», включавший в себя планирование экспериментов.

В настоящем издании для исследований технологических операций с использованием программных комплексов используется название «компьютерные эксперименты».

Традиционно планирование экспериментов излагается с использованием анализа ошибок измерений. Этот анализ основан на методах математической статистики, которые являются разделом математики.

При компьютерных экспериментах повторные расчеты при одной и той же комбинации параметров технологического процесса всегда дают один и тот же результат. Этот результат может содержать большую систематическую ошибку, связанную с принятыми допущениями, несовершенным использованием численного метода решения задачи, заложенным в используемый программный комплекс, и т.п., но случайных ошибок он не содержит.