Проблемний підхід при викладанні курсу «Проектування деревообробних підприємств» для майбутніх фахівців професійної освіти

Abstract

Розглядається проблемний підхід при викладанні курсу «Проектування деревообробних підприємств» для майбутніх фахівців професійної освіти на прикладах дослідження конструкцій та їх елементів, які працюють на згинання. Метою викладання дисципліни є формування у студентів знань та вмінь з питань проектування підприємств з урахуванням раціонального і комплексного використання лісосировинних ресурсів, поліпшення якості продукції, підвищення продуктивності праці на основі принципів безпечності та екологічності виробництва. Найважливішим завданням капітального будівництва та сучасного машинобудування є економія матеріалів; одним з основних напрямків вирішення завдання є вибір раціональних форм поперечного перерізу балок та оптимальне розташування опор з умов міцності та жорсткості, що дозволить суттєво зменшити витрати на виготовлення конструкцій деревообробних підприємств. Автором розглянуто парадокс Емерсона, коли міцність балок на згинання збільшується при зменшенні їх площі поперечного перерізу; вирішено завдання Парана щодо раціонального розпилювання колоди для одержання брусів прямокутного перерізу з найбільшою міцністю і жорсткістю; запропоновано оптимальне розташування опор з умов міцності та жорсткості. За умовою міцності зменшити максимальні нормальні напруження можна двома способами: зменшенням згинального моменту (за рахунок оптимального розташування опор) або збільшенням осьового моменту опору (за рахунок раціональної форми поперечного перерізу балки). Оптимальне розташування опор дозволяє зменшити згинальний момент для двоконсольної балки майже у шість разів, а для одноконсольної – майже втричі у порівнянні зі звичайною безконсольною балкою. За умовою жорсткості оптимальна довжина консолей дозволяє зменшити найбільший прогин двоконсольної балки майже у 14 разів у порівнянні з безконсольною балкою з рівномірно розподіленим навантаженням на всій довжині. Крім проектування раціональних форм поперечного перерізу та оптимального розташування опор балок, економія матеріалів досягається іншими способами, а саме: застосуванням балок із змінним на їх довжині поперечним перерізом; створенням заздалегідь визначеного зміщення опор нерозрізної балки для перетворення її у рівномоментну; використанням шарнірів у статично невизначених балках, які перетворюють їх у статично визначені та рівномоментні; попереднім поворотом жорстко защемлених опорних перерізів на заданий кут.