Ngành Cơ học kỹ thuật
Trình độ đào tạo: Đại học
Thời gian đào tạo: 5 năm
MỤC TIÊU ĐÀO TẠO
Mục tiêu chung
Cơ học kỹ thuật là cơ sở nền tảng cho hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật, đặc biệt cho ngành chế tạo máy, xây dựng, hàng không, kỹ thuật máy hoá và các ngành kỹ thuật khác. Nhiệm vụ cơ bản của cơ học là xây dựng các mô hình toán học cho các bài toán khoa học tự nhiên và kỹ thuật, để có thể phân tích chúng bằng các phương pháp toán học và đưa ra các kết quả trong ngôn ngữ của các nhà khoa học tự nhiên và kỹ sư.
Chương trình đào tạo ngành Cơ học kỹ thuật nhằm trang bị cho sinh viên các kiến thức cơ bản về cơ học, phương pháp xây dựng mô hình và kỹ năng tính toán để giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong thực tế. Kỹ sư ngành Cơ học kỹ thuật có thể làm việc tại các cơ sở đào tạo, viện nghiên cứu và phát triển khoa học, các nhà máy. Những kiến thức về Cơ học và các lĩnh vực liên quan như công nghệ chế tạo máy, điện - điện tử, tin học, kỹ thuật điều khiển, tự động hoá giúp cho người học phát huy khả năng tư duy tổng hợp và có khả năng thích ứng cao, có khả năng phục vụ tốt, có khả năng tự nghiên cứu, tự đào tạo, hoàn thiện và phát triển.
Mục tiêu cụ thể
Chương trình đào tạo trình độ đại học ngành Cơ học kỹ thuật hướng tới sinh viên với các mục tiêu cụ thể sau:
- Được trang bị kiến thức toàn diện bao gồm các khối kiến thức cơ bản, cơ sở, chuyên ngành, lý luận chính trị, ngoại ngữ, giáo dục thể chất, giáo dục quốc phòng.
- Nắm vững các phương pháp tư duy và kiến thức chuyên môn cơ bản nhất của Cơ học. Có khả năng giải quyết độc lập các vấn đề, từ xây dựng mô hình, phân tích trên mô hình bằng các công cụ toán học đến việc thể hiện các kết quả. Có khả năng đánh giá các mô hình và các kết quả nhận được.
- Có khả năng tư duy tổng hợp và hệ thống khi xử lý các hệ phức tạp có tính liên ngành, thành thạo trong việc thiết kế cơ khí, sử dụng tốt các phần mềm tính toán, mô phỏng, khai thác tốt các phần mềm phân tích, kiểm tra độ bền, kiểm định ứng suất và biến dạng của các chi tiết máy và các bộ phận cấu thành hệ thống như các máy, công trình, hệ cơ điện tử... Khả năng tự lập trình, xây dựng các phần mềm chuyên dụng phục vụ sản xuất và nghiên cứu.
- Có khả năng tự nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và giảng dạy, tự đào tạo không ngừng cập nhật, nâng cao kiến thức; khả năng làm việc theo nhóm liên ngành. Có khả năng tham gia các đề tài và các công việc thực tế, có khả năng tiếp cận các vấn đề khoa học, kỹ thuật trình độ cao, cũng như có thể tiếp tục học ở bậc cao.
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO
Danh mục các học phần bắt buộc
Kiến thức giáo dục đại cương
1
Những nguyên lý cơ bản của Chủ nghĩa Mác-Lênin
8
Giải tích 1
2
Tư tưởng Hồ Chí Minh
9
Giải tích 2
3
Đường lối cách mạng của Đảng Cộng sản Việt
10
Vật lý 1
4
Ngoại ngữ cơ bản
11
Vật lý 2
5
Giáo dục thể chất
12
Hóa học đại cương
6
Giáo dục quốc phòng - an ninh
13
Tin học đại cương
7
Đại số
Kiến thực giáo dục chuyên nghiệp
Kiến thức cơ sở ngành
1
Hình họa - Vẽ kỹ thuật
6
Kỹ thuật điện
2
Cơ học kỹ thuật 1
7
Kỹ thuật nhiệt
3
Cơ học kỹ thuật 2
8
Vật liệu kỹ thuật đại cương
4
Sức bền vật liệu
9
Kỹ thuật điều khiển tự động
5
Cơ học chất lỏng và chất khí
10
Các phương pháp số trong cơ học
Kiến thức ngành
1
Nguyên lý máy
8
Các phương pháp thực nghiệm trong Cơ học
2
Cơ sở thiết kế máy
9
Các phương pháp chế tạo cơ khí
3
Lý thuyết đàn hồi
10
Đồ án ứng dụng tin học trong cơ học
4
Phương pháp Phần tử hữu hạn
11
Thực tập và đồ án
5
Dao động kỹ thuật
12
Thực tập kỹ thuật
6
Kỹ thuật đo
13
Thực tập tốt nghiệp
7
Các hệ thống cơ điện tử
14
Luận văn tốt nghiệp
Nội dung các học phần bắt buộc (Khối kiến thức giáo dục chuyên nghiệp)
Hình họa - Vẽ kỹ thuật:
+ Dựa vào phép chiếu thẳng góc để biểu diễn các đối tượng hình học không gian và giải các bài toán hình học không gian trên một mặt phẳng.
+ Nghiên cứu phương pháp giải các bài toán về vị trí, về lượng (góc, khoảng cách, ...), về quan hệ tương giao của các đối tượng hình học.
+ Nghiên cứu bài toán tập hợp, bài toán tiếp xúc giữa các mặt hình học.
+ Giới thiệu tiêu chuẩn vẽ kỹ thuật cơ khí.
+ Giới thiệu hình chiếu cơ bản, hình chiếu phụ, hình chiếu riêng phần, hình chiếu trục đo.
+ Biểu diễn đúng, chính xác các chi tiết máy.
+ Thiết lập bản vẽ lắp và vẽ tách chi tiết.
+ Sử dụng AutoCad vào vẽ kỹ thuật.
Cơ học kỹ thuật 1:
+ Tĩnh học vật rắn nghiên cứu học thuyết về lực và sự cân bằng của vật rắn dưới tác dụng của các lực. Nội dung chủ yếu của tĩnh học gồm: các khái niệm cơ bản: lực, ngẫu lực, mômen của lực, vật rắn, cân bằng của vật rắn,... Hệ tiên đề tĩnh học. Thu gọn hệ lực. Điều kiện cân bằng của một vật rắn và hệ nhiều vật rắn. Trọng tâm vật rắn. Cân bằng của vật rắn khi có ma sát.
+ Động học vật rắn nghiên cứu chuyển động cơ học của các vật rắn về mặt hình học, không quan tâm đến nguyên nhân gây ra chuyển động cũng như nguyên nhân gây nên sự biến đổi chuyển động của chúng. Hai đặc trưng cơ bản của động học điểm là vận tốc và gia tốc. Còn đối với vật rắn, hai đại lượng động học đặc trưng cơ bản là vận tốc góc, gia tốc góc của vật rắn. Chuyển động cơ bản của vật rắn: tịnh tiến và quay quanh trục cố định. Khảo sát chuyển động phẳng của vật. Bài toán hợp chuyển động của điểm, hợp chuyển động của vật rắn. Chuyển động của vật quay quanh điểm cố định. Chuyển động tổng quát của vật rắn.
Cơ học kỹ thuật 2
+ Động lực học nghiên cứu chuyển động cơ học của các vật rắn, hệ vật rắn dưới tác dụng của lực. Trong phần này trình bày các định luật cơ bản của động lực học của chất điểm. Các đặc trưng hình học khối lượng của vật thể. Các phương pháp động lượng và năng lượng tính toán động lực học của các hệ cơ học.
+ Các nguyên lý cơ học: nguyên lý công ảo, nguyên lý d’Alembert, nguyên lý d’Alembert-Lagrange. Phương trình Lagrange loại 2 cho cơ hệ. Động lực học vật rắn, phản lực ổ trục vật quay quanh trục cố định. Lý thuyết sơ cấp về con quay. Động lực học vật rắn chuyển động tổng quát. Va chạm giữa các vật rắn. Động lực học trong chuyển động tương đối.
Sức bền vật liệu
Nêu các khái niệm cơ bản về ngoại lực và mô hình hóa kết cấu thanh chịu lực, nội lực và biểu đồ nội lực, ứng suất và trạng thái ứng suất, chuyển vị, biến dạng và trạng thái biến dạng. Nêu cách xác định các đặc trưng cơ học của vật liệu; các đặc trưng hình học của hình phẳng; các thuyết bền dùng cho tính toán điều kiện bền. Tính toán điều kiện bền và điều kiện cứng cho các trường hợp: thanh chịu kéo (nén), uốn phẳng, xoắn thuần tuý, thanh chịu lực phức tạp; tính toán ổn định của thanh chịu nén đúng tâm.
Cơ học chất lỏng và chất khí:
Giới thiệu các tính chất cơ bản của chất lỏng, chất khí. Nghiên cứu tĩnh học, động học, động lực học chất lỏng và các trạng thái dòng chảy, tính toán dòng chảy thực (phương trình Na-vie-Stock). Lực tương tác giữa vật rắn và chất lỏng. Tính toán thủy lực đường ống, tính toán lớp biên. Lý thuyết thứ nguyên tương tự và ứng dụng.
Kỹ thuật điện:
Những khái niệm cơ bản về mạch điện, các phương pháp phân tích mạch điện hình sin, mạch điện ba pha. Khái niệm cơ bản về máy điện, máy biến áp, động cơ không đồng bộ, máy điện đồng bộ, máy điện một chiều.
Kỹ thuật nhiệt:
Nhiệt động kỹ thuật và truyền nhiệt gồm quy luật biến đổi năng lượng (nhiệt năng và cơ năng); tính chất của các loại môi chất, nguyên lý làm việc của các động cơ nhiệt (động cơ đốt trong, động cơ phản lực, turbine hơi và turbine khí nhà máy Nhiệt điện) và máy lạnh; các dạng truyền nhiệt cơ bản: dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ, hiện tượng truyền nhiệt tổng hợp và các loại thiết bị trao đổi nhiệt.
Vật liệu kỹ thuật đại cương:
Cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về khoa học vật liệu, mối quan hệ giữa khoa học và công nghệ vật liệu, các tính chất cơ bản của vật liệu (trọng tâm là cơ tính), các yếu tố ảnh hưởng đến các tính chất vật liệu như thành phần, cấu trúc (tinh thể và pha); các chuyển pha trong vật liệu, các vật liệu chính dùng trong kỹ thuật và đời sống; hiện tượng phá hủy vật liệu do môi trường và các phương pháp chính bảo vệ vật liệu, nguyên tắc lựa chọn vật liệu khi thiết kế.
Kỹ thuật điều khiển tự động:
Giới thiệu về nhiệm vụ của hệ thống điều khiển tự động, phương pháp thiết lập mô hình vật lý, mô hình toán, sơ đồ khối và hàm truyền của hệ điều khiển tự động tuyến tính. Phương pháp nghiên cứu động lực học hệ thống và các phương pháp khảo sát đánh giá chất lượng của hệ điều khiển tự động. Thiết lập và giải các bài toán điều khiển của một số mô hình thường gặp trong công nghiệp. Giới thiệu các phương pháp điều khiển phi tuyến.
Các phương pháp số trong cơ học:
Sai số trên máy tính; các khái niệm cơ bản của lý thuyết ma trận; các phương pháp giải hệ phương trình đại số tuyến tính; các phép phân tích ma trận; tìm trị riêng và vector riêng; các phương pháp giải hệ phương trình phi tuyến; các phương pháp giải phương trình vi phân thường; phương pháp lưới giải các bài toán biên.
Nguyên lý máy:
Cấu trúc và xếp loại cơ cấu, phân tích động cơ học cơ cấu, phân tích lực cơ cấu, hiệu suất ma sát, chuyển động thực của máy, cơ cấu cam, cân bằng máy, cơ cấu bánh răng và hệ bánh răng phẳng, cơ cấu bánh răng không gian.
Cơ sở thiết kế máy:
Các vấn đề cơ bản trong tính toán thiết kế chi tiết máy. Tải trọng, ứng suất, chỉ tiêu về khả năng làm việc, độ bền mỏi... Các chi tiết máy ghép và nối trục. Các bộ truyền thông dụng trong truyền động cơ khí: bộ truyền đai, xích, bánh răng, trục vít. Tính toán và thiết kế trục. ổ trượt và ổ lăn. Khái quát về lý thuyết hư hỏng, độ tin cậy.
Lý thuyết đàn hồi:
Các phương trình cơ bản của Lý thuyết Đàn hồi. Các phương pháp giải tổng quát. Bài toán phẳng trong hệ tọa độ Đề - các và tọa độ độc cực. Bài toán đối xứng trục, bài toán vật thể tiếp xúc.
Phương pháp phần tử hữu hạn:
Giới thiệu chung về phương pháp PTHH và một số phần mềm thương mại hiện có. PTHH trong bài toán kết cấu một chiều (kéo - nén). PTHH trong bài toán kết cấu 2D, Phần tử tam giác, tứ giác. PTHH trong tính toán kết cấu dầm và khung. PTHH trong bài toán uốn tấm (lý thuyết tấm Kirrchoff và Mindlin). PTHH trong tính toán vật liệu, kết cấu composite. PTHH trong bài toán dẫn nhiệt. PTHH trong tính toán động lực học kết cấu.
Dao động kỹ thuật:
Giới thiệu các phần tử của hệ dao động: phần tử quán tính - khối lượng, phần tử đàn hồi (lò xo), phần tử cản. Thiết lập phương trình vi phân dao động, phương pháp tuyến tính hóa - xét dao động nhỏ. Dao động của các hệ có tham số tập trung. Các nguyên nhân gây nên dao động. Khảo sát đáp ứng biên độ tần số. Tần số riêng các dạng dao động riêng. Biện pháp giảm dao động.
Kỹ thuật đo:
Cơ sở của kỹ thuật đo lường và các đặc trưng cơ bản của thiết bị đo. Nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng của các loại cảm biến nhiệt, cảm biến cơ, cảm biến quang, cảm biến từ, cảm biến hóa, cảm biến đo thành phần khí và cảm biến sinh học.
Các hệ thống cơ điện tử:
Giới thiệu khái quát về các hệ thống cơ điện tử, cấu trúc cơ bản của một hệ thống cơ điện tử: kết cấu cơ khí, hệ thống dẫn động, hệ thống điều khiển, thiết bị nghe nhìn, cảm biến, đo đạc. Phương pháp phân tích và tổng hợp một hệ thống cơ điện tử. Các thí dụ chọn lọc về hệ cơ điện tử.
Định nghĩa hệ thống Cơ điện tử; Các cảm biến và chuyển đổi thông dụng; Điều khiển chuyển động xét trên ý nghĩa Điện tử - Kỹ thuật số; Khảo sát một số ứng dụng cơ bản.
Các phương pháp thực nghiệm trong cơ học:
Giới thiệu về cảm biến đo các đại lượng cơ học, xử lý các tính hiện đo, xử lý số liệu đo, tính toán ứng suất chính... Lựa chọn các cảm biến thích hợp cho các mẫu cần đo. Tính toán ứng suất như mạch Uyt-ston (cần điện trở) để đo biến dạng. Các phương pháp xác định các đặc trưng cơ học và các hằng số của vật liệu. Các phương pháp xác định, kiểm tra khuyết tật, vết nứt. Các kỹ thuật đo động.
Các phương pháp chế tạo cơ khí:
Các khái niệm cơ bản, chất lượng bề mặt gia công, độ chính xác gia công, chuẩn, lượng dư gia công, tính công nghệ trong kết cấu, chọn phôi và các phương pháp chế tạo phôi, các phương pháp gia công cắt gọt, phương pháp thiết kế quy trình công nghệ cơ khí, quy trình công nghệ chế tạo các chi tiết điển hình, quy trình công nghệ chế tạo bánh răng, công nghệ lắp ráp. Công nghệ CNC, các quy trình công nghệ gia công có trợ giúp của máy tính (CIM).
Đồ án ứng dụng tin học trong cơ học:
Cung cấp cho sinh viên phương pháp đặt vấn đề khi cần giải quyết các bài toán trong cơ học kỹ thuật; Phương pháp mô hình hóa xây dựng các phương trình toán cho vấn đề đặt ra; Triển khai các thuật toán, lập trình tính toán và mô phỏng số; Phân tích và nhận xét các kết quả tính toán.
Thực tập kỹ thuật:
Cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản về các phương pháp gia công cơ khí. Đồng thời tạo điều kiện để sinh viên tiếp cận môi trường sản xuất công nghiệp. Qua đó, sinh viên sẽ tìm hiểu được các quy trình tổ chức sản xuất và gia công cơ khí; đồng thời học hỏi rèn luyện phong cách làm việc, biết ứng xử trong các mối quan hệ tại nhà máy, xưởng sản xuất.
Thực tập tốt nghiệp:
Thực tập nhằm tạo điều kiện để sinh viên tiếp cận, hội nhập với môi trường nghiên cứu, doanh nghiệp và sản xuất. Qua đó, sinh viên sẽ vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các yêu cầu công việc trong thực tế; đồng thời học hỏi rèn luyện phong cách làm việc, biết ứng xử trong các mối quan hệ tại cơ quan.
Đồ án tốt nghiệp:
Đồ án tốt nghiệp nhằm tổng hợp các kiến thức đã học từ các môn học đại cương, cơ sở ngành và chuyên ngành. Nội dung của đồ án tốt nghiệp thường là thiết kế thiết bị, máy móc hoặc dây truyền sản xuất, nghiên cứu ứng dụng, công nghệ mới, hoặc đề xuất các giải pháp kỹ thuật tốt hơn, hợp lý hơn, tính toán kiểm định các máy, công trình; mô hình hóa tính toán và mô phỏng các hệ thống bằng máy tính, khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số trong hệ đến ứng xử của hệ thống, từ đó có thể lựa chọn được các thông số hợp lý cho hệ thống,...