Počítačové metody mechaniky I (FSI-RP1)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Jaromír Slavík, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kursu je dát studentům základní znalosti z oboru kmitání
mechanických soustav s možností numerického řešení jeich odezvy
Výstupy studia a kompetence:
Absolvent kursu bude znát metody určení vlastních frekvencí a
vlastních vektorů diskretních mechanických soustav s mnoha
stupni volnosti i mechanických kontinuí a bude moci provádět
jejich redukci na požadovaný počet stupňů volnosti. Bude sezná-
men s metodami přímé integrace diferenciálních pohybových rovnic
a bude umět aplikovat frekvenční ladění mechanických soustav.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Mechanika tuhých a poddajných těles, především její aplikovaná část
je úzce spjata s nutností získat číselné hodnoty. U složitých
mechanických soustav to vyžaduje práci s výpočetní technikou ať již
osobních počítačů,ve většině případů i pracovních stanic a
profesionálních sw.
Cvičení probíhají na počítačové učebně a částečně v laboratoři, kde jsou
prováděny experimenty. Na počítači se analyzuje torzní kmitání soustav
těles a příčné kmitání prutů.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Během cvičení studenti vypracovávají semestrální práce. Podmínkou
udělení zápočtu je aktivní účast ve cvičení a odevzdání semestrální
práce.
U zkoušky jsou vyžadovány znalosti probírané látky s možností použi-
tí poznámek z přednášek a cvičení.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení na počítači  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Modelování mech.soustav.Úvod do analyt.mechaniky.Hamiltonův princip
2. Soustavy s n stupni volnosti. Sestavení pohybových rovnic.
3. Frekvenční determinant. Jacobiho metoda, Choleského rozklad.
4. Rayleighův kvocient, fyzická redukce soustavy.Lanczosova metoda.
5. Volné a vynucené kmitání tlumených soustav. Proporcionální tlumení.
6. Zvýšení stability numerických řešení.
7. Citlivostní analýza parametrů mechanických soustav
8. Spektrální ladění mechanických soustav.
9. Podélné a torzní kmitání prutů.
10.Příčné kmitání nosníků.Lagrangeovy funkce,metoda přenosových matic.
11.Kmitání obdélníkových a kruhových membrán. Uzlové čáry.
12.Kmitání obdélníkových a kruhových desek.
13.Použití topologie torzních modelů na sestavení pohybových rovnic.
14.Metody přímé integrace diferenciálních rovnic.
    Cvičení na počítači 1. Výpočet vlastních frekvencí torzní soustavy
2. Výpočet a analýza vlastních tvarů kmitání torzní soustavy
3. Výpočet impulzní funkce torzní soustavy
4. Výpočet odezvy při vynuceném ustáleném kmitání torzní soustavy
5. Výpočet odezvy při přechodovém kmitání torzní soustavy
6. Citlivostní analýza a spekrální ladění torzní soustavy
7. Výpočet vlastních frekvencí příčného kmitání prutů
8. Výpočet a analýza vlastních tvarů kmitání příčného kmitání prutů
9. Výpočet odezvy při vynuceném ustáleném kmitání příčného kmitání prutů
10. Výpočet odezvy při přechodovém kmitání příčného kmitání prutů
11.Experimentální analýza příčného kmitání prutů - vibrátor - I. část
12.Experimentální analýza příčného kmitání prutů - vibrátor - II. část
13.Experimentální analýza příčného kmitání prutů - exp. modální analýza
14. Zápočet
Literatura - základní:
1. Bittnar Z., Šejnoha, J.: Numerické metody mechaniky I a II část, , 0
2. Slavík,J.,Stejskal,V.,Zeman,V.: Základy dynamiky strojů, , 0
3. Crede,Ch.,Harris,C.: Shock and Vibration Handbook, , 0
Literatura - doporučená:
1. Meirovitch,L.: Elements of Vibration Analysis, , 0
2. Koloušek,V.: Stravebné konštrukcije namáhané dynamickými účinkami, , 0
3. Ralston,A.: Základy numerické matematiky, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Aplikovaná mechanika 04 Aplikovaná mechanika-počítačové navrhování strojních soustav zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
M2301-5 prezenční studium Aplikovaná mechanika 03 Aplikovaná mechanika-mechatronika zá,zk 5 Povinný 2 1 Z
M2301-5 prezenční studium Aplikovaná mechanika 01 Aplikovaná mechanika-inženýrská mechanika zá,zk 5 Povinný 2 1 Z