Разработка баз данных по машиностроительным материалам

Московский государственный технический университет
имени Н. Э. Баумана
А. Е. Смирнов, С. Ю. Шевченко
Разработка баз данных 
по машиностроительным материалам
Под редакцией Ю. А. Кургановой
Методические указания 
к выполнению лабораторных работ
по курсу «Материаловедение. Часть 2. 
Машиностроительные материалы»

УДК 621.78: 004.65
ББК 34.651
 
С50
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/46/book1413.html
Факультет «Машиностроительные технологии»
Кафедра «Материаловедение»
Рекомендовано Редакционно-издательским советом МГТУ 
им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний
Смирнов, А. Е.
С50	
	
Разработка баз данных по машиностроительным материалам: методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Материаловедение. Часть 2. Машиностроительные материалы» / А. Е. Смирнов, С. Ю. Шевченко; 
 
под редакцией Ю. А. Кургановой. — Москва : Издательство 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016. — 49, [3] с. : ил.
ISBN 978-5-7038-4361-1
Изложены основные сведения о системах управления базами 
данных. Приведены  описание основных команд системы управления и примеры выполнения конкретного задания по созданию 
и использованию базы данных по конструкционным материалам.
Для студентов 3-го курса, обучающихся по направлению «Материаловедение и технологии материалов» и изучающих дисциплину 
«Материаловедение. Часть 2. Машиностроительные материалы», 
а также для студентов, обучающихся по другим направлениям.
УДК 621.78: 004.65
ББК 34.651
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4361-1 
МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016

ПРЕДИСЛОВИЕ
Вниманию обучающихся предлагаются методические указания 
к выполнению четырех лабораторных работ. Непосредственно перед работами рассмотрена концепция выбора материала и приведены общие сведения о базах данных.
Для выбора материалов с заданным комплексом механических 
и физико-химических свойств необходимо не только учитывать конкретные условия их эксплуатации, но и проводить сравнительную 
оценку этих материалов по критериям конструкционной прочности, 
технологичности и экономической эффективности. Базы данных по 
определенным группам материалов составляют часть компьютеризированной экспертной системы, которая решает задачи оптимального выбора материалов.
В каждой лабораторной работе указана ее цель и задачи.
Методические указания имеют теоретическую часть и практические рекомендации относительно последовательности выполнения лабораторной работы.
В цикле представленных лабораторных работ студенты изучают 
принципы создания концептуальной логической модели базы данных, способы формирования таблиц базы данных и связей между 
ними, приобретают навыки создания таких объектов базы данных, 
как формы, запросы, отчеты.
Выполнение лабораторных работ дает возможность студентам 
на примере конкретной группы материалов освоить применение 
основных команд системы управления базами данных и, используя 
информацию о заданной группе материалов, освоить ключевые положения изучаемой дисциплины.
В конце каждой работы предлагаются вопросы для самоконтроля. Приведено достаточное количество иллюстративного материала.
В методических указаниях имеется также приложение, в котором 
представлен список справочной литературы по машиностроительным материалам, составленный в обратном хронологическом порядке, что подчеркивает актуальность не только современных справочников, но и выпущенных в свет несколько десятилетий тому назад.
3

КОНЦЕПЦИЯ ВЫБОРА МАТЕРИАЛА 
И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БАЗАХ ДАННЫХ
1. Выбор материала
При выборе марки материала для конкретной детали специалист 
учитывает требуемый уровень прочности, надежности и долговечности детали, а также технологию ее изготовления, финансовую составляющую и специфические условия работы (температуру, состав 
окружающей среды, скорость нагружения и т. п.).
Оптимальный выбор материала позволяет получить лучшие 
показатели надежности, долговечности, безопасности и экономической эффективности его использования. В свою очередь, неправильный выбор нередко оказывается основной причиной отказов 
машин и механизмов, которые могут вызвать серьезные последствия. Выбор материала представляется сложной комплексной задачей, требующей применения системных подходов и разносторонних знаний.
В общем виде задача выбора материала заключается в обеспечении требуемой надежности при минимальных затратах. Однако 
в каждом конкретном случае основные критерии выбора могут быть 
различны, что и обусловливает трудности в разработке универсального метода выбора материала.
Решая эту задачу, прежде всего следует оценить форму, размеры 
и условия работы детали. Предположим, что конструктивно оптимальное решение найдено. Если сила, воздействующая на деталь, 
известна, то можно определить уровень напряжений в наиболее 
опасных сечениях детали. Если степень деформации под действием 
напряжений находится в допустимых пределах, то следует перейти 
к выбору марки материала, а если нет, нужно изменить конфигурацию детали: увеличить сечение, ввести ребра жесткости и т. п. Следует помнить, что путем подбора марки материала упругую деформацию уменьшить практически невозможно.
Не стоит забывать, что при формировании окончательного 
комплекса свойств важную роль играет технология получения 
4

заготовки (различные виды литья, технологии порошковой металлургии, практика изготовления композиционных материалов) и методы внешнего воздействия.
Кроме необходимого комплекса механических свойств к  конструкционным материалам предъявляют технологические требования, состоящие в снижении до минимума трудоемкости изготовления той или иной детали. Обычно для этого рассматривают 
показатели обрабатываемости резанием и давлением, свариваемость, литейные свойства и т. д. Эти характеристики зависят от химического состава выбранного материала и обоснованного выбора 
режимов предварительной термической обработки.
Экономические требования, предъявляемые к материалам для 
деталей машин, должны учитывать не только стоимость материала, 
но и трудоемкость изготовления детали, ее эксплуатационную стойкость в сборе и другие подобные факторы.
Традиционно выбор материала осуществляют на основе сравнительного анализа двух-трех его марок, из которых изготавливают 
аналогичные детали.
Немаловажную роль в процессе выбора материала играет субъективный фактор, так как изложенные выше требования к материалу нередко противоречивы. Например, более прочные марки стали 
менее технологичны, т. е. труднее поддаются обработке резанием, холодной объемной штамповке, сварке и т. д. Решение обычно 
принимается компромиссное между указанными требованиями. 
В массовом машиностроении, например, предпочитают упрощение 
технологии и снижение трудоемкости изготовления детали при некотором снижении ее свойств. В специальных же отраслях машиностроения, где проблема прочности (или удельной прочности) играет 
решающую роль, выбор материала и последующей технологии обработки должен рассматриваться только при условии достижения 
максимальных эксплуатационных свойств. При этом не следует 
стремиться к излишне высокой долговечности данной детали относительно долговечности самой машины.
Наиболее эффективным решением обозначенной задачи является применение экспертных систем. Технология экспертных систем — одно из новейших направлений развития искусственного 
интеллекта. Исследования сконцентрированы на разработке и внедрении компьютерных программ, способных воспроизводить области деятельности человека, требующие мышления, накопления 
опыта и мастерства. Экспертная система может решать следующие задачи:
5

• анализ информации из первичных данных;
• диагностирование;
• выбор и планирование последовательности выполнения операций, приводящих к заданной цели.
Такие системы отличаются возможностью концентрирования 
большого объема информации по свойствам материалов и постоянного пополнения базы данных, а также получения четких 
рекомендаций.
Практически на любом предприятии существуют собственные 
базы данных, в которые входят конструкторско-технологическая документация, типовые технологии, нормализованные детали, характеристики имеющегося парка технологического оборудования и марки 
применяемых материалов.
2. Базы данных
Самым распространенным средством хранения информации 
являются базы данных. База данных — это файл специального 
формата, содержащий информацию, структурированную заданным образом.
Структура базы данных
Большинство баз данных имеют табличную структуру, в которой 
столбцы называются полями, а строки — записями. Поля образуют 
структуру базы данных, а записи составляют информацию, которая 
в ней содержится. Адрес данных определяется пересечением строки и столбца в таблице базы данных. Для того чтобы -
усвоить понятие структуры базы данных, надо представить пустую базу, в которой нет данных. Несмотря на то что данных в базе нет, информация 
в ней есть. Это структура базы, т. е. набор полей, определяющих, 
что будет записано в эту базу и в каком виде.
Простейшие базы данных
Простейшие базы данных можно создавать, не прибегая к специальным программным средствам. Чтобы файл считался базой 
данных, информация в нем должна иметь структуру (поля) и быть 
форматирована так, чтобы содержимое соседних полей легко различалось. Простейшие базы можно создавать и в текстовом редакторе 
«Блокнот», т. е. обычный текстовый файл при определенном форматировании тоже может считаться базой данных.
Выделяют два формата текстовых баз данных:
• с заданным разделителем;
• с фиксированной длиной поля.
6