Для чего нужна математика в профессии сварщика
Презентация по математике на тему: Математика в моей профессии «Сварщик»
Описание презентации по отдельным слайдам:
ГАПОУ СО «Энгельсский политехникум» Презентация на тему: Математика в моей профессии: «Сварщик» Работу выполнил: обучающийся 2-го курса гр.21 Абдула Максим г. Энгельс 2014 г.
Актуальность Сварщик – это рабочая специальность, востребованная на производстве. Сварщик – это специалист, занимающийся соединением металлических деталей, узлов, других конструкций методом сплавления металлов. Эта профессия требует высокого уровня ответственности. От качества работы сварщика зависит многое – долговечность и устойчивость строительных конструкций, работа и срок службы различной техники Любые ошибки, небрежность, допускаемые в работе могут привести к катастрофическим последствиям. Стать квалифицированным востребованным специалистом в своем деле невозможно без определенных знаний из других наук. В наши дни к профессии сварщика предъявляются также и требования знания математической символики для выражения количественных и качественных свойств объектов; умения применения математических методов для решения определенных производственных задач.
Проблема: для успешного освоения профессии сварщика необходимо иметь базовые знания по физике, математике, черчению. Цель исследования: Выявить необходимость получения математических знаний и применения их для решения производственных задач. Сделать выводы. Задачи: Изучить, какие именно математические знания, умения и навыки необходимы сварщику на определенных этапах работы. Рассмотреть возможности решения производственных задач с применением математического аппарата.
Где нужны сварщики? Сварщики трудятся: на стройплощадках; в машиностроении; в кораблестроении; в энергетике; в нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве.
Основополагающий вопрос: «Зачем сварщику математика?» Математику затем учить надо, что она ум в порядок приводит». М.В. Ломоносов.
. Требования, предъявляемые к профессии сварщика Уметь использовать основные понятия и методы геометрических построений и измерений Уметь предупреждать образование дефектов сварных соединений Выполнять необходимые теоретические и экспериментальные исследования Уметь производить необходимые вычисления Конструировать технологические модели типовых конструкций Построение чертежа будущего изделия Знание математической символики Уметь использовать методы изученных им наук
Этапы создания сварной конструкции: Проектирование Расчет Рациональное построение технологии изготовления.
Что необходимо знать и уметь будущему сварщику по математике: Знания и навыки расчетного характера. Умения выполнять действия с действительными числами, с числами разных знаков, со степенями. Умения оперировать с процентами. Знания правила пропорции. Знания из области геометрии (определения и построения основных геометрических фигур на плоскости, формул для вычисления площадей и объемов, свойства прямых и плоскостей на плоскости и в пространстве). Владение навыками работы на калькуляторе и на компьютере.
Производственные задачи, приводящие к необходимости применения знаний по математике: Задачи на чтение и построение чертежей (решение таких задач не возможно без знания определенных понятий геометрии: расстояние между точками, длина отрезка, параллельность и перпендикулярность прямых, окружность, радиус и диаметр, сечения, симметрии, понятия многогранников и тел вращения и др.). Вычислительно-расчетные задачи (решение таких задач не возможно без знания алгебры и геометрии; для будущих сварщиков профессионально значимыми являются такие темы как «Проценты», «Пропорции», «Степени», «Многогранники», «Тела вращения», ).
Задачи на чтение и построение чертежей Изготовление качелей При изготовлении качелей необходимо знать взаимное расположение прямых в пространстве…
Задачи на чтение и построение чертежей Изготовление печи для бани Чтобы изделие получилось качественным и послужило долго необходимо проанализировать свойства и параметры фигур из которых состоит печь – знать линейные размеры, формулы объема и площадей.
Вычислительно-расчетные задачи 3) Сварщику необходимо изготовить цистерну цилиндрической формы, высота которой – 3 м, радиус основания – 1,5 м. Вычислить сколько электродов необходимо для сварки, если на 1 м расходуется 4 электрода, а масса одного электрода 60 г. Вычислить стоимость электродов, если 1 кг их стоит 30 рублей. РЕШЕНИЕ S= 2 π rh+ 2 π r2= 2 π r(h+ r) Полная площадь поверхности цилиндра S =2*3,14*1,5*3+2*3,14*2,25=28,26+14,13=42,39 42,39*16=678,24 =679 электрода. 679*0,06=40,74 (кг) –кол-во электродов для сварки 40,74*30=1222 (руб.) – стоимость электродов *Для решения задачи мне понадобились знания по геометрии: определение и свойства цилиндра, формула нахождения полной поверхности цилиндра, по алгебре: нахождения стоимости товара по цене и количеству, выполнение действийй с десятичными дробями.
ВЫВОДЫ: Естественно-математическая подготовка сварщиков имеет решающее значение для формирования у них следующих качеств: Умение работать самостоятельно; Сравнивать и оценивать качество выполняемой работы в соответствии с требованиями; Умело координировать свои движения; Быстро реагировать на изменение ситуации; Соблюдение технологической последовательности выполняемых работ, точности, четкости и аккуратности. 6) Развитие логического мышления, что способствует лучшему пониманию профессии. Все это способствует росту компетентности будущих сварщиков, высокой мобильности, что позволит ему быть конкурентным в сложных рыночных условиях.
Готовые изделия сварщиков
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Методика обучения математике в основной и средней школе в условиях реализации ФГОС ОО
Курс профессиональной переподготовки
Математика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДВ-288266
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
В российских школах могут появиться «службы примирения»
Время чтения: 1 минута
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Петербургский Политех перевел студентов на дистанционку
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор разрешил провести ВПР по некоторым предметам на компьютерах
Время чтения: 0 минут
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Математика в профессии сварщика: в поисках оптимальных решений
Учебный проект «Математика в профессии сварщика: в поисках оптимальных решений». Рассмотрены примеры применения математики в профессиональной деятельности сварщика, в том числе применение производной для нахождения максимального значения функции.
Содержимое разработки
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Брянский профессионально-педагогический колледж»
Наименование процесса: Организация учебного процесса
Условное обозначение: ОП-05
Соответствует ГОСТ ISO 9001-2011, ГОСТ Р 52614.2-2006 (4.1, 4.2.3, 4.2.4, 5.5.3, 5.6.2, 7.5, 8.2.3, 8.4, 8.5)
«МАТЕМАТИКА В ПРОФЕССИИ СВАРЩИКА.
В ПОИСКАХ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ»
группа 2Св-15, II курс
История возникновения профессии сварщик
Математика в профессии сварщика
Практическая часть: решение проблемы-задачи
Список использованной литературы
Очень часто можно на уроках математики услышать от студентов такие слова «Ну и зачем мне нужна математика, ведь можно посчитать на калькуляторе? В жизни она мне нигде не пригодится, я же не ученым буду, а простым рабочим – сварщиком». Довольно часто такие мысли посещали и нас. И мы решили выяснить: Нужна ли математика в профессии сварщика, и если нужна, то для чего? Ведь в большинстве профессий математика не выглядит такой уж необходимой наукой, так, быть может, и не стоит её изучать? Можно ли с помощью математического аппарата решать задачи на оптимизацию производства продукции?.
Роль математики в современном мире трудно недооценить. Математика играет важную роль в различных исследованиях. Без современной математики с ее развитым логическим и вычислительным аппаратом был бы невозможен прогресс в различных областях человеческой деятельности, в том числе и в сварочном производстве.
Современный мир полностью держится на металле. Без него нельзя построить высокие здания, машины, корабли. Металл применяется повсеместно: в быту, в промышленности, в строительстве. Сварщик — это специалист, занимающийся соединением металлических деталей, узлов, других конструкций методом сплавления металлов. От мастерства сварщиков зависит качество сварочных швов. Любые ошибки, небрежность, допускаемые в работе, могут привести к катастрофическим последствиям. Стать квалифицированным востребованным специалистом в своем деле невозможно без определенных знаний из других наук. В наши дни к профессии сварщика предъявляются также и требования знания математической символики для выражения количественных и качественных свойств объектов; умения применения математических методов для решения определенных производственных задач.
Великий русский математик П.Л. Чебышев в одной из своих работ писал, что особенную важность имеют те методы науки, которые позволяют решать задачу, общую для всей практической деятельности человека?(8) Как располагать своими средствами для достижения по возможности большей выгоды. С такими задачами приходится иметь дело представителям самых разных специальностей. Инженеры-технологи стремятся так организовать производство, чтобы на имеющемся станочном парке сделать как можно больше продукции. Конструкторы ломают голову, стремясь сделать прибор наименьшей массы и размера. Экономисты стараются так спланировать прикрепление заводов к источникам сырья, чтобы транспортные расходы оказались наименьшими. Задача сварщика – с минимальными затратами материала изготовить изделие максимальных параметров, не проигрывая в качестве.
Цель исследования: выявить необходимость получения сварщиком математических знаний и применения их для решения производственных задач; решить проблему-задачу: Из имеющегося в наличии стального листа толщиной 5 мм стандартных размеров 1,25 м х 2,5 м необходимо сварить бак для воды (без крышки) максимального объема, оптимальной формы, простого раскроя, с минимальной трудоемкостью изготовления. (На швы расходуется 4% материала)
Изучить историю профессии «Сварщик»;
Изучить, какие именно математические знания, умения и навыки необходимы сварщику на определенных этапах работы;
ИСТОРИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОФЕССИИ СВАРЩИК
Современный мир полностью держится на металле. Без него нельзя построить высокие здания, машины, корабли. Металл применяется повсеместно: в быту, в промышленности, в строительстве. Поэтому, специалист по металлу, соединяющий металлические детали в сложные конструкции при помощи электрической сварки, будет нужен всегда. Сварщик — профессия ответственная, почти виртуозная, от качества работы которого зависит многое — долговечность и устойчивость строительных конструкций, работа и срок службы различной техники.
Временем возникновения профессии сварщик можно считать 1802 год, когда В.В. Петров открыл эффект электрической дуги, при возникновении которой между двумя угольными электродами, создаётся высокая температура. Эта температура настолько высока, что позволяет расплавлять металлы. С момента этого открытия и до его промышленного применения прошёл немалый период времени. Но спустя десятилетия, метод соединения металлов электродуговым способом произвёл революцию в различных отраслях промышленности, строительства и стал массовой технологией соединения материалов.…
Электрическая дуга, полученная в 1802 году физиком В.В. Петровым, через 80 лет была применена для сварки металлов русским изобретателем Н.Н. Бернадосом. Сварка производилась электрической дугой постоянного тока, горящей между угольным электродом и металлом, с применением присадочной проволоки. Этот способ сварки Н.Н. Бернадос назвал «электрогефестом» в честь древнегреческого бога кузнечного дела.
В 1888 году другой русский инженер Н.Г. Славянов усовершенствовал способ ручной дуговой сварки, заменив угольный электрод металлическим. Им-же был изобретен
первый в мире автомат для дуговой сварки. Позже был разработан способ электрошлаковой сварки.
Ацетиленокислородное пламя было получено в конце 19 века французским химиком Ле-Шателье. В 1901 году Пикар и Фуше уже изобрели горелку для сварки, которая получила широкое распространение.
Первые эксперименты по сварке в космосе проведены в 1969 г. на корабле «Союз-6» Г.С. Шониным и В.Н. Кубасовым с использованием установки «Вулкан». Установка позволяла в автоматическом режиме выполнять дуговую, плазменную и электронно-лучевую сварку.
В 1984 г. космонавтами С.Савицкой и В. Джанибековым были впервые проведены эксперименты по электронно-лучевой сварке с выходом в открытый космос. Применялся сварочный аппарат УРИ (универсальный ручной инструмент).
МАТЕМАТИКА В ПРОФЕССИИ СВАРЩИКА
Профессия сварщика – это рабочая профессия, востребованная на производстве. Без сварщика не обходится возведение ни одного строительного объекта. Они также необходимы в кораблестроении, машиностроении, в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в аграрном секторе.
Сварщик — профессия ответственная, почти виртуозная. От качества работы сварщика зависит многое — долговечность и устойчивость строительных конструкций, работа и срок службы различной техники, красота и изящность сварных конструкций.
Труд сварщика – это своего рода искусство. В процессе сварки опытный мастер, как скульптор, творит из металла сложные предметы: от системы водоснабжения и восстановления геометрии кузова автомобиля до изящных беседок и ажурных решеток.
Стать квалифицированным востребованным специалистом в своем деле невозможно без определенных знаний из других наук.
В современном мире стремительно развивающегося технического прогресса к профессии сварщика предъявляется ряд требований, среди которых:
уметь производить необходимые вычисления для решения теоретических и прикладных задач по профессии;
построение чертежа будущего изделия;
знания математической символики для выражения количественных и качественных свойств объектов;
уметь использовать основные понятия и методы геометрических построений и измерений;
быть способным поставить цель и сформулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций.
уметь использовать для решения производственных задач методы изученных им наук.
Только имея совокупность этих качеств, знаний и умений можно стать конкурентоспособным на рынке труда.
Создание сварной конструкции, полностью отвечающей своему служебному назначению, надежной в эксплуатации, представляет собой комплексную задачу, которая включает проектирование, расчет, рациональное построение технологии изготовления. Все это требует определенных математических знаний – вычислительных навыков, знания правила пропорции, умения нахождения неизвестного и др., и, конечно же, немало знаний из области геометрии. Геометрическое проектирование сварочной конструкции помогает уменьшить время, затрачиваемое на создание изделия, позволяет практически исключить ошибки и улучшить качество изделия.
Математические знания находят широкое применение в профессиональной деятельности. Рассмотрим различные производственные задачи, приводящие к необходимости применения математического аппарата.
Чтобы такие изделия пользовались спросом, они должны соответствовать требованиями моды, эстетики, функциональности и технологичности. Моделирование внешнего вида изделия средствами геометрии на начальном этапе работы является важной частью работы современного сварщика. Возможность создания точных моделей детали является фундаментом успешного результата.
Первый этап работы – эскиз, а также грамотно выполненный чертеж изделия помогает оценить общее качество изделия с точки зрения его внешнего вида и математических свойств поверхностей и соединений
Разработка эскиза и чертежа невозможна без знания определенных понятий геометрии: расстояние между точками, длина отрезка, параллельность и перпендикулярность прямых, окружность, радиус и диаметр и др.
Немаловажным для хорошего сварщика является умение чтения чертежей.
Следующий этап работы – расчет количества металла, необходимого для изготовления изделия. Для решения этой производственной задачи тоже требуется умение чтения чертежа, умение производить точный расчет длины сварных швов (стыковых, угловых) при изготовлении резервуаров, цистерн, емкостей, имеющих форму фигур вращения, умение видеть фигуры вращения и их сечения в узлах стропильных ферм из круглых труб, плоскосвариваемых труб; умение производить расчет расхода электродного материала с учетом размеров электродов; умение рассчитывать материал и массу изделий, имеющих форму фигур вращения.
Примеры задач по данной теме
1. Сварщику необходимо изготовить бункер, имеющий форму правильной четырехугольной призмы (без верхнего основания), со стороной основания 1,2 м и высотой – 2,4 м. Сколько квадратных метров стали необходимо для выполнения работы? (На швы следует добавить 3% материала)
Дано: правильная 4-угольная призма
Решение:
Основание правильной призмы — квадрат
с площадью Sосн = а2.
Площадь боковой поверхности Sбок = 4 ∙ a ∙ h.
Тогда Sполн = a2 + 4 ∙ a ∙ h. (без учета верхнего
Sполн = a2 + 4 ∙ a ∙ h = 1,44 + 11,52 = 12,96 м2
Материал на швы: S = 3% ∙ Sполн = 0,03 ∙ 12,96 = 0,39 м2
S = 12,96 + 0,39 = 13,35 м2 – общее количество стали
Ответ: с учетом швов потребуется 13,35 м2 стали
2. Сварщику необходимо изготовить цистерну цилиндрической формы, высота которой – 3 м, радиус основания – 1,5 м. Вычислить, сколько электродов необходимо для сварки, если на 1 м расходуется 4 электрода, а масса одного электрода 60 г. Вычислить стоимость электродов, если пачка электродов 5 кг стоит 400 рублей.
Полная поверхность цилиндра равна: Sполн = 2 ∙ Sосн + Sбок
Площадь боковой поверхности Sбок = 2 ∙ π ∙ R ∙ H = 2 ∙ 3,14 ∙ 1,5∙3 = 28,26 м 2
Площадь основания Sосн = π ∙ R 2 = 3,14 ∙ 1,52 = 7,065 м 2
Так как для сварки 1м требуется 4 электрода, то для сварки 1м 2 требуется:
4 ∙ 4 = 16 электродов.
Общее количество электродов: n = 42,39 ∙ 4 ∙ 4 = 679 шт.
Масса электродов: m = 679 ∙ 0,06 = 40,74 кг
Стоимость 1 кг электродов: 400 : 5 = 80 руб.
Стоимость электродов: 40,74 ∙ 80 = 3259,2 руб.
Ответ: Стоимость электродов 3259,2 руб.
При проектировании и изготовлении различного вида емкостей для хранения газов, жидкостей, сыпучих твердых материалов заказчик часто стремится получить максимальный объем изделия при минимальной площади поверхности, т.е. при этом наиболее рациональном и экономичном расходовании материала.
Из имеющегося в наличии стального листа толщиной 5 мм стандартных размеров 1,25 м х 2,5 м необходимо сварить бак для воды (без крышки) максимального объема, оптимальной формы, простого раскроя, с минимальной трудоемкостью изготовления. (На швы расходуется 4% материала)
Необходимо составить функцию и исследовать ее на наибольше значение с помощью производной.
Известно, что максимальный объем при минимальной площади поверхности имеет шар, но он сложен и трудозатратен в изготовлении и неудобен в использовании. Кроме того, из-за криволинейного раскроя металла экономии в расходовании материала не будет. При поиске решения данной задачи шар рассматривать не будем.
В таком случае, возможно изготовление бака трех видов:
а) в форме круглого цилиндра;
б) в форме параллелепипеда;
в) в форме эллиптического цилиндра (с основанием в форме эллипса).
Для всех случаев площадь листа металла заданных размеров:
S = 1,25 ∙ 2,5 = 3,125 м 2
Так как на сварные швы расходуется 4% материала, то полезная площадь листа металла S = 0,96 ∙ 3,125 = 3 м 2
Определим параметры и объем бака в каждом случае.
а) в форме круглого цилиндра.
Полная поверхность бака равна: Sполн = Sосн + Sбок
Площадь боковой поверхности: Sбок = 2 ∙ π ∙ R ∙ H
Площадь основания: Sосн = π ∙ R 2
Полная поверхность: Sполн = 2 ∙ π ∙ R ∙ H + π ∙ R 2 = 3 м 2
Пусть x м – радиус цилиндра, 
Так как полная поверхность равна: 2 ∙ π ∙ х ∙ H + π ∙ х 2 = 3,
(м)
Составляем функцию, задающую объем бака:
Получили простой раскрой (рис.1) с минимумом сварных швов.
б) в форме параллелепипеда.
Полная поверхность бака равна: Sполн = Sосн + Sбок
Площадь боковой поверхности: Sбок = 2 ∙ (а + b) ∙ H
Площадь основания: Sосн = а ∙ b
Полная поверхность: Sполн = 2 ∙ (а + b) ∙ H + а ∙ b = 3 м 2
Пусть длина основания бака а = 1,2 м,
Так как полная поверхность равна:
2 ∙ (1,2 + x) ∙ H + 1,2 ∙ x = 3, то высота бака:
Составляем функцию, задающую объем бака:
не удовлетворяет условию задачи
Получили простой раскрой (рис.2) с небольшим количеством сварных швов.
в) в форме эллиптического цилиндра.
Полная поверхность бака равна: Sполн = Sосн + Sбок
Площадь боковой поверхности:
Площадь основания: Sосн =
Пусть большая полуось эллипса b = 0,6 м, а малая полуось эллипса а = х,
Составляем функцию, задающую объем бака:
не удовлетворяет условию задачи
Получили простой раскрой (рис.3) с небольшим количеством сварных швов.
Расчеты показали, что максимальный объем 3 м 3 будет иметь бак в форме круглого цилиндра, а минимальный объем м 3 будет иметь бак в форме параллелепипеда, однако он более прост в изготовлении и не дает потерь материала.
Роль математики в современном мире трудно недооценить. Математика играет важную роль в различных исследованиях. Без современной математики с ее развитым логическим и вычислительным аппаратом был бы невозможен прогресс в различных областях человеческой деятельности, в том числе и в сварочном производстве.
Математическая подготовка сварщиков имеет решающее значение для формирования у них многих качеств – таких, как умение работать самостоятельно, сравнивать и оценивать качество выполняемой работы в соответствии с требованиями, умело координировать свои движения и быстро реагировать на изменения ситуаций. Развивается чувствительность зрительного и слухового анализаторов, формируются навыки соблюдения технологической последовательности выполняемых работ. Все это способствует росту компетентности будущего сварщика, высокой мобильности, что позволит ему быть конкурентным в сложных рыночных условиях.
Подводя итог, хочется сказать, что в наше время постоянно происходит увеличение сфер или отраслей деятельности, где в той или иной степени применяется математика. Это связано в первую очередь с быстрым развитием научно-технического прогресса – все быстрее появляются новые технологии и с каждым годом они становятся все более сложными; а также с тем, что математические основы – это базовые знания, фундаментальный заклад, который нужен в любой науке. И в связи с этим, хочется в очередной раз подчеркнуть, насколько важна роль математики в сварочном производстве. Расчеты должны быть сверхточными для обеспечения полной безопасности прохождения тех или иных процессов, и чтобы этого достичь, он использует математические знания. Если же специалист не будет обладать достаточным уровнем квалификации, то он останется невостребованным, что в свою очередь для него весьма и весьма невыгодно. Таким образом, можно сделать вывод, что математика – это, в какой-то мере, основа любой науки, и без знания математики в современном мире существовать практически невозможно.
Результат. В ходе данного исследования было доказано, что математика нужна почти в каждой профессии и в профессии сварщика тоже.
Исследование показало, что максимального объема, оптимальной формы, простого раскроя, с минимальной трудоемкостью изготовления получается бак, имеющий форму круглого цилиндра.