Центр МНТП - Научные исследования



		Научные исследования Подпрограмма 2. «Научное и научно-методическое обеспечение индустрии образования» НИР 2.1.1.(29.0).280.018 «Комплект оборудования для учебных лабораторий общетехнического цикла среднего специального и высшего профессионального образования» Код ГРНТИ: 14.35.09, 55.03.14 Основные результаты НИР: разработана конструкторская документация на комплект лабораторного оборудования. Комплект включает: учебные плакаты, охватывающие основные разделы курса "Прикладная механика", наглядные пособия и планшеты, модели основных видов узлов и элементов механических устройств, лабораторная установка «Рабочее проектирование. Контроль параметров деталей», лабораторная установка «Муфты». Изготовлены учебные плакаты, образцы планшетов, лабораторные установки «Рабочее проектирование. Контроль параметров деталей» и «Муфты». Для лабораторных установок подготовлены методические описания. Основные научно-технические (методические) параметры разработки: возможность комплексного изучения рассматриваемого на каждом занятии объекта, в т.ч. знакомство с параметрами и характеристиками объекта, его конструкцией (назначение, форма, схема, устройство, изображение на чертеже, приемы сборки, замер параметров, обеспечение точности, настройка, собираемость), отслеживание взаимосвязи конструкции и исследуемых параметров и характеристик, рассмотрение объекта как части более общей системы, взаимодействующих систем, узлов и элементов конструкций, развитие навыков проведение научных исследований, составления расчетных схем, отыскания величин параметров по чертежу и натуре; возможность исследования нескольких разных характеристик, изменения глубины изучения (применимость для работ по курсам от Прикладной механики до Деталей машин и основ конструирования); комплексность оснащения, т.е. в состав комплекта входят набор примерных методик проведения занятий, иллюстрационный материал (раздаточный материал, плакаты, стенды), персональность, т.е. объект (установка) предназначен для работы 1-2 студентов, время проведения занятия – 2 академических часа; простота и быстрота освоения работы на установке; способствовать развитию умения переходить от наглядного представления исследуемого объекта (физика) к его модели (составление и работа по чертежам и схемам), далее к расчетным и экспериментальным зависимостям, компактность, т.е. оборудование и материалы располагаются на столе (парте), легко выставляются при проведении занятия. Проведена апробация части изготовленных материалов в вузах – МЭИ (ТУ) и РГТУ-МАТИ. Полученные замечания и предложения были учтены при подготовке окончательного варианта по составу комплекта оборудования. 2.1.7.(29.4)280.19 “Комплект лабораторного оборудования для исследования сыпучих и порошковых материалов” Код ГРНТИ: 31.05.15; 31.05.35;55.03.14 В результате выполнения проекта: определен состав комплекта лабораторного оборудования для исследования сыпучих и порошковых материалов; подготовлен комплект конструкторской документации на смеситель лабораторный и рассев эксцентриковый (№№ чертежей МНТП 01.04.00.000 и МНТП 01.02.00.000); составлено методическое обеспечение по исследованию порошковых материалов с использованием комплекта оборудования; проведена апробация комплекта лабораторного оборудования на базе Тверского научно образовательного комплекса, Белгородской государственной технологической академии строительных материалов на кафедре механического оборудования и Уральском государственном экономическом университете на кафедре химии. Основные научно-технические (методические) параметры разработки. На основании проведенного анализа государственных образовательных стандартов определен состав, комплект лабораторного оборудования для исследования сыпучих и порошковых материалов содержит следующие группы изделий: А) оборудование для дробления и измельчения исходного сырья. В) оборудование для подготовки проб; С) оборудование для гранулометрического анализа; D) вспомогательное оборудование. Разрабатываемое оборудование и методическое обеспечение к нему соответствует требованиям, устанавливаемым при подготовке специалистов направлений 011000 «Химия», 655500«Биотехнология», 653800 «Стандартизация, сертификация и метрология». Комплект состоит как из промышленно выпускаемого оборудования, так и специально разрабатываемых образцов по данному проекту: смесителя лабораторного рассева эксцентрикового. Разработанный комплект одобрен УМО по образованию в области строительства для дисциплин цикла ОПД «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» по направлениям подготовки бакалавров и дипломированных специалистов в области техники и технологии. На основании полученных рекомендаций были изготовлены и поставлены на конкурсной основе в вузы России 16 комплектов лабораторного оборудования. 2.1.7.(29.8).280.020 “Разработка мобильной учебно-научной химической лаборатории» Код ГРНТИ: 31.05.15, 31.01.45 В результате исследований создан экспериментальный образец комплекта лабораторного оборудования для мобильной учебно-научной химической лаборатории, позволяющий проводить ученический эксперимент по химии, физике и биологии в удаленных от центра школах, не имеющих учебно-материальной базы. Определен состав, устройство и компоновка основных систем и оборудования, осуществлен выбор транспортного средства. Проведение химического эксперимента на основе микрометодов осуществляется по методикам, адаптированным к условиям мобильной учебно-научной химической лаборатории. В результате проведенных исследований определена возможность использования мобильной учебно-научной химической лаборатории для проведения лабораторных и экспериментальных работ по всем учебным дисциплинам естественнонаучного цикла – химии, физике и биологии. В качестве лабораторного оборудования по физике и биологии в мобильной лаборатории использовано лабораторное оборудование для кабинета естественнонаучного цикла сельских школ. Благодаря унификации лабораторного оборудования сельских школ и мобильной лаборатории упрощается экспериментальная работа учащихся и учителей. В процессе детального проектирования мобильной лаборатории созданы уменьшенные в масштабе 15:1 макет общей компоновки оборудования мобильной лаборатории, в масштабе 5:1 макеты рабочего места учащегося и фрагмента системы хранения лабораторного оборудования и реактивов. Осуществлено макетирование лабораторного оборудования для проведения опытов и наблюдений по физике и биологии в мобильной лаборатории. Созданы и адаптированы к условиям мобильной лаборатории методики проведения лабораторных работ по школьным курсам физики и биологии. Адаптированные методики позволяют проводить в мобильной лаборатории лабораторные работы в объемах, превышающих установленные примерными программами основного и полного образования по физике и биологии. 2.1.7.(29.9).280.021 “Разработка и методическая апробация микролабораторий для химического эксперимента в образовательных учреждениях всех уровней” Код ГРНТИ: 31.05.27, 31.01.45 Основные результаты НИР: Разработана микролаборатория для химического эксперимента – компактный, постоянно готовый для проведения наглядных и безопасных опытов, комплект малогабаритных приборов, лабораторного оборудования и посуды. Созданы три экспериментальных образца микролаборатории на которых проведены экспериментальные проверки. Разработана конструкторская документация. Создана технология и подготовлена оснастка для серийного производства микролабораторий. Создано устройство, расширяющее возможности микролаборатории для выполнения опытов по химии с электрическим током. Составлены методики проведения лабораторных опытов по химии с электрическим током. Изготовлена и поставлена опытная партия в количестве более 500 микролабораторий в различные регионы Российской Федерации. Микролаборатория позволяет учащимся осуществлять индивидуально лабораторные и практические работы по химии в объеме, превышающем установленные базовым уровнем образования по химии. 2.1.8.(29.1).280.022«Автоматизированные комплексы измерения массы IV-III классов точности» Код ГРНТИ: 50.09.37 В результате исследований разработаны: безкорпусные настольные макеты весов III – IV классов точности (по ГОСТ 24104-88), проведены их испытания, по результатам испытаний и с учетом введения с 01.07.2002г.новой редакции ГОСТ 24104-2001 «Весы лабораторные. Общие технические требования» проведена доработка конструкции весов и изготовлены тензометрические преобразователи силы с разрешающей способностью 20000 единиц, изготовлены опытные образцы весов и на их основе собран автоматизированный комплекс, проведены испытания, как автономных весов, так и комплекса в целом. Основные научно-технические (методические) параметры разработки. Разработаны тензометрические преобразователи (датчики) силы, обладающие разрешением 20000 единиц, которые применены в опытных образцах лабораторных электронных весов, испытания подтвердили их заявленные технические и метрологические характеристики. Технические характеристики весов, входящих в состав автоматизированного комплекса: наибольший предел взвешивания (НПВ), г 250, 500, 1000; наименьший предел взвешивания (НмПВ), г 0.4, 1, 2; погрешность измерения, мг 10, 20,50; напряжение питания (автономное/эл.сеть), В 6.3, / 220; управление (калибровка, выборка массы тары, выбор единиц измерения и т.д ,интуитивно понятная система меню; сопряжение с компьютером интерфейс RS – 232; дисплей матричный 12-ти строчный. 2.1.8.(29.2).280.023 «Программируемые термометры повышенной точности» Код ГРНТИ: 50.09.37, 59.37.31, 47.01.81 В результате выполнения проекта: разработана конструкторская и технологическая документации на программируемый термометр ТЭН-3; разработано программное обеспечение для ТЭН-3; изготовлен опытный образец прибора; проведены функциональные и ресурсные испытания высокоточного программированного термометра ТЭН-3. В ходе выполнения работ над проектом изготовлен опытный образец высокоточного программируемого термометра ТЭН-3, диапазон измерения температур прибора от - 100 до + 600 °С, погрешность не выше 0,1 ºС. В качестве термочувствительного элемента используются пленочный и проволочный платиновые термопреобразователи сопротивления 100 Ом. Разработано программное обеспечение для ТЭН-3, позволяющее посредством интерфейса RS-232 изделие подключать к компьютеру и задать программу работы прибора. Разработана техническая документация на электронный программируемый термометр (КД, паспорт, инструкция по эксплуатации). Конструкторская документация на термометр разработана в электронном виде (формат AutoCAD-13) и соответствует всем требованиям ЕСКД и ЕСТПП. 2.4.2.(29.0).280.003 «Сертификация и аттестация приборов и оборудования, созданных для развития индустрии образования» Код ГРНТИ: 47.01.81 В результате исследований разработаны: Эксплуатационная документация на электротермическое оборудование и средства измерения массы и температуры. Для лабораторных электронных весов эксплуатационная и техническая документация разработана с учетом требований новой редакции ГОСТа 24104-2001 со сроком действия с 01.07.2002г., также проведена доработка данных изделий. Разработаны новые программы и методики испытаний, которые могут также использоваться при поверке и калибровке электронных средств измерений. Проведена аттестация Государственными метрологическими службами образцов электротермического оборудования. Получены аттестаты Ростест-Москва на муфельные электропечи и термокамеру ((1118/442, 1119/442, 1120/442). Проведены испытания с целью утверждения типов ряда электронных лабораторных весов и термометров в Ростест-Москва. Результаты испытаний и перечень необходимой документации направлены метрологическими органами в Госстандарт РФ для принятия решения о включении приборов в Государственный реестр средств измерений и выдачи сертификатов 2.4.7.(29.0).280.004 «Создание электронного банка данных конструкторской документации на изделия, разработанные по программе, с защитой интеллектуальной собственности» Код ГРНТИ 12.41.31, 55.01.21, 55.03.14 В результате выполнения проекта: проведено исследование возможности использования Internet/Intranet в качестве среды для реализации технологии распределенного проектирования, исследование возможностей использования Internet-технологий на базе CALS-стандартов, исследование возможности реализации технологии распределенного проектирования в программных продуктах, используемых для работы с конструкторской документацией; проведено исследование способов и методов защиты информации и обеспечения санкционированного доступа к электронному банку данных, а также исследование и анализ возможностей операционных систем, систем управления базами данных, используемых в электронном банке данных для защиты информации и обеспечения санкционированного доступа; проведен опытный перевод бумажной конструкторской документации в электронный формат методом сканирования, векторизация растровой конструкторской документации, конвертации электронной конструкторской документации с целью приведения информации к единому формату на образцах конструкторской документации, имеющейся в Центре МНТП; разработана архитектура электронного банка данных конструкторской документации; создана модель рабочей версии электронного банка конструкторской документации, на которой осуществляется разработка, перевод из бумажной формы в электронный формат, корректировка, хранение, вывод на печать конструкторской документации; проведено наполнение электронного банка данных конструкторской документацией участников программы «Научное, научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» в количестве 16 проектов. 2.4.8.(00.0).280.005 «Разработка государственных, отраслевых и корпоративных стандартов по экспертизе проектов в области прикладных исследований, создания технических средств и разработки технологий» Код ГРНТИ 82.01.23 Разработаны проекты государственных стандартов ГОСТ Р «ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТОВ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ» «ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТОВ В ОБЛАСТИ СОЗДАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЙ. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ» Стандарты ориентированы на экспертизу проектов, относящихся к классу ОКДП К 7440.000, а именно к подклассу 7440.020 – Экспертиза проектов в области создания технических средств и разработки технологий; Государственные стандарты устанавливают минимальный объем сведений, представляемых на экспертизу; показатели, критерии оценки и содержание экспертного заключения по проекту. Стандарты направлены на реализацию положений и норм в области экспертизы, определенных Федеральным законом «О науке и государственной научно-технической политике» от 23 августа 1996 г. № 127-ФЗ. Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 0720 «Стандартизация и сертификация» в Московском государственном университете инженерной экологии. 2.5.1.(29.0).280.006 «Нормативная база обеспечения учреждений высшего профессионального образования оборудованием и средствами обучения: структура функциональных и технологических требований к типовым учебным подразделениям» Код ГРНТИ 67.23.17 В результате исследований предложены принципы проектирования унифицированной базы данных, обеспечивающие независимо от предметной области, разработку базы, в которой хранятся данные, имеющие разное внемашинное информационное обеспечение. При этом обеспечивается возможность пополнения базы данными с новыми, не описанными ранее структурами, причем любое расширение производится в нормальном режиме работы. Разработанная база данных имеет настраиваемую структуру. Инструмент подобной настройки – файл-справочник описаний структур всех файлов базы данных. Изменяя или добавляя описание конкретного файла в справочнике, можно менять структуру базы без потери хранимых данных. База данных интегрирует существующие данные, которые хранятся в разных местах и разных форматов (например, текстовых файлов, оперативных автоматизированных системах, базах типа хранилищ данных) и имеют разную исходную информационную основу. Перечень основной информации и предложенная структура (соответствующая стандартным техническим условиям) баз данных и параметров соответствует статистически учитываемым показателям образовательных учреждений, в том числе определяемым при оценке их оснащенности и потребляемым ресурсам. Требования к машинно – ориентированным процедурам (техническим и программным средствам) для предложенного способа построения банков данных учитывают сложившуюся деловую практику взаимодействия управленческих подразделений и не требуют дополнительных ограничений. Основные этапы проектирования включают: системный анализ и словесное описание объектов предметной области; создание информационно-логической модели предметной области; описание БД в терминах принятой даталогической модели данных; размещение БД на внешних носителях для обеспечения эффективной работы приложения. Модель параметрических и нормативных данных, реализует трехуровневый доступ к основным справочным таблицам к базам данных по образовательным учреждениям профессионального образования, в том числе оснащения приборным парком и учебно-научным оборудованием; состоянию охраны труда и безопасности; содействию укреплению здоровья, других форм и методов обслуживания учебного процесса: файл-классификатор нормативов, содержащий описание норматива, его признаки, код и тип таблицы для хранения основных данных (плоский файл); файл метаданных, содержащий описания структур файлов таблиц основных данных разных типов и их имена(трехмерный файл); набор трехмерных файлов разных форматов, соответствующих разным типам таблиц основных данных. Подпрограмма «Научное и научно-методическое обеспечение функционирования и развития системы образования» 1.16.3.(43.0).280.010 «Нормативно-методическое обеспечение правовой охраны разработок учебно-научного назначения, авторских и имущественных прав разработчиков средств информационного обеспечения» Код ГРНТИ: 10.35.91,10.41.51,12.41.55 В результате исследований: Разработана договорная документация организации - исполнителя и заказчика, договорная документация между автором, исполнителем, заказчиком и пользователем (база данных); Разработана типовая нормативная документации для Минобразования России; Проведена обработка и корректировка полученной документации, необходимая для подготовка сборника документации; Подготовлены документы и методические рекомендации, в которых могут быть реализованы: система норм правоотношений на результаты научной, научно-технической, научно-педагогической, методической и информационной деятельности, получаемые при выполнении работ по заданиям Минобразования России; пакет нормативно-методических документов, в том числе типовых, обеспечивающих необходимые условия для соблюдения баланса экономических и правовых интересов авторов, организаций-исполнителей и государства в лице Минобразования России, при коммерческой реализации результатов работ научного, научно-методического, научно-педагогического характера с учетом использования для коммерциализации и распространения новейших информационных технологий, включая технологии удаленного и открытого доступа; пакет организационно-распорядительных документов для подразделений Минобразования России, организаций-исполнителей проектов, а также организаций, обеспечивающих сопровождение программ министерства; Подпрограмма: «Научное, научно-методическое и информационное обеспечение модернизации системы образования» 5.02.(280).35.21 Разработка и создание комплекта лабораторного оборудования для кабинета естественнонаучного цикла сельских школ Основные результаты работ: разработан комплект лабораторного оборудования для учебного кабинета естественнонаучных дисциплин сельских школ и соответствующее методическое обеспечение. В состав комплекта входят лабораторный комплект по биологии, четыре лабораторных комплекта по разделам физики (механике, молекулярной физике и термодинамике, электродинамике и оптике) и микролаборатория для химического эксперимента. доработана конструкция микролаборатории для химического эксперимента, что позволило использовать ее в составе комплекта оборудования для учебного кабинета естественнонаучных дисциплин сельских школ; разработана основная техническая документация на комплект оборудования и организовано производства компонентов комплекта, осуществлен подбор производителей и отработка технологии для изготовления основных компонентов комплекта; разработаны методические рекомендации по проведению лабораторных работ по физике и биологии с использованием соответствующих комплектов оборудования, осуществлена их экспериментальная апробация в Московском педагогическом государственном университете. Методическое обеспечение рекомендовано учителям для использования в учебном процессе; разработанное оборудование и методики проведения лабораторных работ экспериментально проверены с последующей корректировкой технической документации для дальнейшего тиражирования комплекта оборудования; изготовлена и поставлена опытная партия комплектов лабораторного оборудования для кабинетов естественнонаучного цикла сельских малокомплектных школ Республики Бурятия и Орловской области в количестве 250 комплектов лабораторного оборудования по физике, химии и биологии. Подпрограмма 1: Научное, научно-методическое и информационное обеспечение создания системы открытого образования 201.01. 01. 130 Удаленное курсовое проектирование по дисциплине "Прикладная механика" ("Детали машин и основы конструирования") Коды темы по ГРНТИ: 14.35.09, 55.01.85, 55.03.14 В результате выполнения проекта получены: электронное учебное пособие (ЭУП), база данных, адаптированные и размещенные в виртуальном представительстве (ВП) организации, материалы в монографию «Основы открытого образования», отчет о НИР, размещенный в ВП. Основные научно-технические (методические) параметры разработки: использование современных методов проектирования, возможность развития, добавления опыта других преподавателей разных вузов, открытость, доступность студентам разных форм образования, ориентация на передовые технологии (Интернет-технологии) и доступное оборудование, многопользовательность, настраиваемость, регулирование доступа пользователей, Подпрограмма 206 «Топливо и энергетика» 206.01.01.071 «Опоры и изоляторы воздушных линий электропередачи из композиционных материалов сетчатой структуры» Коды темы по ГРНТИ 55.09.43;55.09.81 Разработаны технологии изготовления модельных образцов изоляторов. Рассмотрены две технологии намотки силовых стержней изоляторов: первый вид получен - на основе стекложгута РВМНс вмотанными металлическими законцовками (диаметр 50 мм, длина 600мм) и второй - на основе стеклоткани полотняного переплетения с законцовками, которые крепятся при помощи цангового соединения (диаметр 30 мм, длина - произвольна). Исследовано напряженно-деформированное состояние (НДС) в элементах изоляторов и проведены испытания моделей изоляторов на прочность. Напряженно-деформированное состояние исследовано на основе двух математических моделей: теории упругости и теории анизотропных цилиндрических оболочек. Исследование (НДС) в центральной части силового стержня осуществлено аналитически, Получено, что для геометрических и механических характеристик, характерных для разработанных силовых элементов, напряженное состояние в центральной области практически линейное. Напряженное состояние в области крепления законцовок исследовано численно методом конечных элементов. Теоретический коэффициент концентрации продольных напряжений равен 1,02. Таким образом влиянием концентрации напряжений в области крепления законцовок можно пренебречь. Подпрограмма: 210 «Качество» 210.04.01.021 «Разработка и исследование универсальных блоков автоматического управления термическим оборудованием» 50.47.31; 14.85.35 Разработан блок автоматического управления, предназначенный для управления высокоточным термическим оборудованием (термокамерами, климатическими камерами, термоэлектрическими системами охлаждения) в диапазоне температур от - 100 0С до + 1700 0С. С помощью БАУ можно контролировать следующие параметры: - температуру, время технологического процесса, градиент температуры. Для определения температуры в диапазоне от -1000С до +4000С, с погрешностью +0,050C используются термочувствительные элементы Pt RTD100 с сопротивлением 100 Ом при температуре 0 0С (R0 = 100 Oм) и Pt RTD1000 (R0 = 1000 Oм) -платиновые тонкопленочные датчики. Для определения температуры на нагревательных элементах камеры в диапазоне от +200С до +12000С используются термоэлектрические преобразователи типа ТХА. Для измерения температуры до 1700°С используются платина-платинородиевые термопары. Широкий диапазон температур обеспечивается тем, что помимо традиционных датчиков температуры (терморезисторов) данное изделие может использовать термопары. В БАУ имеется возможность подключения до 8 датчиков температуры. При этом один из концов термопары измеряет температуру объекта управления, а второй находится при комнатной температуре. Комнатная температура фиксируется при помощи терморезистора. Устройство может использовать следующие типы термопар: хромель-алюмель, хромель-копель, платина-платинородий, платинородий-платинородий, при условии, что каждый из подключаемых датчиков будет математически описан (температурная зависимость термоэдс термопары). Межотраслевая программа сотрудничества Министерства образования Российской Федерации и Министерства обороны Российской Федерации направление «Научно-инновационное сотрудничество» 06.01.206 «Разработка мобильных путепроводов из полимерных композиционных материалов с сетчатым несущим слоем» Код ГРНТИ: 55.09.43, 55.09.81 В ходе выполнения работ: Проведено экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния в ребрах модели с целью оценки расчетной схемы удлиненной цилиндрической оболочки сетчатой структуры – сетчатого стержневого элемента (ССЭ). Проведены испытания плоских образцов сетчатой структуры и сетчатых оболочечных элементов (моделей секций трубопровода) на прочность при статическом нагружении и усталость. Изготовлена и испытана модель секции путепровода диаметром 56 мм и длиной 500 мм из углепластика на основе наполнителя УКН-5000 и связующего ЭХД-МК. Проведен уточненный расчет напряженно-деформационного состояния. Разработан эскизный проект мобильного путепровода. Подпрограмма 202.03 «Инновационные научно-технические проекты по приоритетным направлениям науки и техники» 202 03 01 037 «Разработка комплекта малогабаритного оборудования школьной физической лаборатории и методического обеспечения ученического эксперимента» Основные результаты НИР Разработан комплект малогабаритного оборудования школьной физической лаборатории, позволяющий индивидуально выполнять все опыты и лабораторные работы, предусмотренные программой базового уровня образования по физике. Это позволяет уменьшить время на подготовку и проведение ученического физического эксперимента и существенно снизить затраты на оснащение лабораторным оборудованием школьных лабораторий. Разработана техническая документация комплекта малогабаритного оборудования школьной физической лаборатории. Отработана технология для последующего тиражирования комплекта. Подготовлены к печати методические рекомендации по проведению лабораторных работ по физике.




© Центр МНТП 1998-2003 гг.