ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕНИЕ ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ И ИХ ТЕОРЕТИЧЕСКО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИИ

АННОТАЦИЯ

В статье предусмотрен улучшение качество обучение прикладной механики с использованием малогабаритных универсальных самодельных установок.

ABSTRACT

The article provides for the improvement of the quality of training in applied mechanics using small – sized universal homemade installations.

Ключевые слова: прикладная механика, конструкция, эксперимент, метод, малогабаритная установка, детали машин, надёжность, маятниковый копёр, многовариантность, эффиктивность.

Keywords: applied mechanics, design, experiment, method, small – sized, setting, mechine parts, reliability, pendulum Koper, multivariance, efficiency.

Как известно что прикладная механика включает в себя знании по теоретической механики, теория механизмов и машины, сопротивление материалов, детали машин. При повышении практической подготовки будущих специалистов в процессе обучения важная рол играет различные лабораторно-практические занятии. При разработке конструкции малогабаритных универсальных установок исходили из того, что лабораторные работы будут выполняется совершенно самостоятельно, каждый студент будут проводить эксперимент по индивидуальным заданиям и в одинарном рабочем месте. Также были поставлены задачи максимально облегчить труд студента, значительно сократить расход времени на подготовку и выполнение работ, повысить надёжность и безопасность условий проведения экспериментов.

Очень эффиктивним является метод проведения лабораторных работ с малогабаритными установками и оборудованием, которые приучают студентов к аккуратности, обеспечивают чистоту в лаборатории. Применение таких установок позволяет значительно увеличить количество проводимых каждым студентом опытов.

В некоторих учебных заведениях лабораторный практикум по прикладной механике проводится на разных машинах (УМР-2, маятниковых копирах, РИИТ и др.) и установках  Р-20, Р-30, КМ-50-1, СМ-4А, который сопряжено с большой трудоемкостью и значительным расходом времени на подготовительные работы и проведение экспериментов. Громоздкость и сложность конструкции машины требует много места и специального фундамента для ее установки. Кроме того, при подобном оснащении лабораторий не дает возможности на высоком уровне привлечь к активной самостоятельной работе каждого студента при выполнении лабораторных работ, работу выполняет только один более активный студент из подгруппы, а остальные остаются пассивными посетителями. Также не все учебные заведения имеют возможность приобрести такие машины для оборудования учебно-лабораторных кабинетов. В таком смысле очень эффективным является разработка конструкции универсальных малогабаритных учебно-лабораторных установок предусматрывающий экономия времени на наладку, универсальность, простота в обращении, многовариантность при использовании который позволяет проводить занятия с большим педагогическим эффектом.

Как же добиться от студентов глубоких и прочных знаний? Ответить на данный вопрос не легко, но можно смело сказать, что в процессе улучшения практической подготовки специалистов значительную роль играют различные виды лабораторно-практических занятий. Потому что лабораторно-практические работы помогают студентам прочно усвоить важнейшие разделы теоретического курса, прививают любовь к избранной профессии, приучают к творческой работе. В статье рассматривается проблемы активизации познавательной деятельности студентов в рамках предмета прикладной механике.

Применение таких установок позволяет значительно увеличить количество проводимых каждым студентом опытов. С этой целью нами разработана и изготовлена универсальная установка для проведения лабораторных работ по определению прогибов, угловых поворотов простых и консольных балок, статистического модуля упругости материалов, осадки (рис.1) и модуля  сдвига цилиндрических пружин под осевой нагрузкой.

На чертёже (рис.1) изобрежено самодельная малогабаритная лабораторная установка.

Самодельная малогабаритная лабораторная установка содержит основание 1, закрепленную на нем стойку 2 с отверстиями 3-8, закрепленные в отверстиях 3-8 держатели 9 и 10 образца 11, механизм нагружения образца 11, выполнений в виде шарнирно закрепленной на основании 1  штанги 12 с линейной шкалой 13, груза 14 и закрепленного в средней части штанги 12 пластинчатого упора 15 с пазами 16 и 17, и измеритель перемещений, выполненный в виде закрепленной на основании 1 пластины 18, с линейной 19 и угловой 20 шкалами и взаимодействующих с этими шкалами указательных стрелок 21 и 22, стрелка 22 шарнирно установлена на пластины 18 с помощью шурупа 23. Держатель 9 выполнен в виде цилиндрического патрона с зажимным винтом 24, а держатель 10 в виде пластинчатой опоры.  В зависимости от целей исследования могут быть использованы два одинаковых держатель, 10 или один держатель 9.

Порядок выполнения работы на самодельной малогабаритной лабораторной установке. 

В исходным состоянии на стойке 2 монтируют держатели 9 и 10 в соответствующих отверстиях 3-8 и фиксируют на них образец 11. Приводят груз 14 в положение, при котором образец 11 нагружается небольшим начальным усилием, и в  этом положении перемещают  стрелки 21 и 22 в пазах 16 и 17 до их совмещения с нулевыми делениями на шкалах 19 и 20.

При измерении перемешают груз 14 и увеличивают испытательную нагрузку на образец 11. При этом по шкале 19 отсчитывают величину прогиба образца 11, а по шкале 20 угол поворота сечения образца. При измерении угол поворота и прогиба простой балки на стойке 2 закрепляют оба держателя 9 и 10. При измерении консольных балок используют только один держатель 9.

Рисунок 1. Самодельная малогабаритная лабораторная установка

1-основания, 2-стойка, 3-8-отверствия, 9-10-держатели, 11-образец, 12-штанга, 13-линейная шкала, 14-груз, 15-пластинчатовский упор, 16-17-пазы, 18-пластина, 19-линейная шкала, 20-угловая шкала, 21-22-указательная стрелка, 23-шруп, 24-зажимной винт.

Обработка результатов опытов оформляется по общеизвестной методике по данному курсу.

Актуальность и научное решении выше сказаннее проблемы объясняется тем, что выполнят лабораторные работы студенты на малогабаритных универсальных установках более прочно углубляют и закрепляют теоретические знания, получаемые на лекциях чем громоздких установках.

Педагогическая эффиктивность объясняется тем, что применения установки дает возможности использования ее не только при проведение лабораторных работ, но и использовании на лекционных занятиях для наглядной демонстрации при изложении темы. Также ее можно изготовить силами студентов в кружковых работах и условиях учебных мастерских любого учебного заведения.

Установка компактна и универсальна, так как дает возможность выдать каждому студенту индивидуальное задание для выполнения лабораторных работ, также выгодны с точки зрения техники безопасности, кроме того можно пользоваться на занятиях при фронтальном устном опросе.

Применение такой установки дало нам возможность организовать одинарные рабочие места, что очень существенно сказалось на активности учащихся. Теперь они проводят опыты совершенно самостоятельно, чувствуют ответственность за порядок на своем месте. А у преподавателя появилась возможность более эффективно контролировать их деятельность.

Для проведения лабораторных работ по определению прогибов простой и консольной балки, статического модуля упругости материала нами разработано тридцать вариантов данных, включающих размеры и материалы образцов, в которых замеряют прогибы и углы поворотов. Эти данные преподаватель выдает студентам в соответствии с их порядковым номером в журнале, что обеспечивает сокращение непроизводительных потерь времени на занятии

Научная новизна проекта объясняется следующими. Для проверки эффективности проведения лабораторных работ на предлагаемых самодельных малогабаритных установках проводились предварительные педагогические эксперименты. Где студенты проводили на предлагаемых установках 94,5 % студентов дали правильные ответы, в контрольных подгруппах 79,1 %. Также для проведения опытов студенты на самодельной установке тратили более 20 минут меньше времени, чем на существующей машине.    

Предварительные опыты по эксплуатации установки показал ее несомненное преимущество перед существующими вариантами оборудования лабораторий. Поэтому было целесообразно централизованно разработать такие универсальные учебно-лабораторные установки и организовать их серийное производство, что значительно ускорило бы модернизацию учебных лабораторий прикладная механика.

Кроме основного назначения, установка может быть использована для выполнения всевозможных научно-технических и учебно-исследовательских работ студентов и других научных работников: например, для определения статического модуля упругости плодовой древесины (яблоня, груша, вишня, слива и др.), при конструировании вибрационных машин для уборки плодов деревьев: усилия и угол излома стеблей (кенафа, тростника, плодовой древесины, хлопчатника и др.), сельхоз культур для конструирования уборочных машин. Также установку можно использовать в техникумах, где предусмотрено изучение «Технической механики», также в средних школах по определению модуля Юнга, также наглядной демонстрации силы упругости и деформации тела и т.д.

Таким образом, проведение лабораторных работ по предлагаемой нами установке имеет много достоинств и играет большую роль в активизации познавательной деятельности студентов и учащихся.

Список литературы:

1. Игамбердиев Х. Малогабаритная установка для определения твердости металлов, Материалы Международных научно-практических конференций Общества Науки и Творчества №-33 г. Казань  январь 2016. 159-163- стр.
2. Тагаев Х., Игамбердиев Х.Х. Формирование у студентов изобретательских умений в политехническом образование. Проблемы архитектуры и строительства (научно-технический журнал). 2019, №2, Самарканд, 142-146-стр.
3. Игамбердиев Х.Х., Абдурахмонов Э.М., Сафаров А.А., Усмонов Қ.Ш. Устройсво для определения значения критический силы Эйлера. Молодой учёный. Международный научный журнал. 2016 №12. 288-290-стр.