Behörighetskrav

Flervariabelanalys. Tillämpad mekanik I/Mekanik II.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• tillämpa teorin för stela kroppars tre-dimensionella mekanik utgående från Eulers lagar och dessutom beakta effekter från elasticitet, med tonvikt på axisymmetriska roterande strukturer,
• analysera dynamik genom att ställa upp och analysera modeller för olika föremåls rörelse matematiskt, experimentellt eller m.h.a. simulering,
• analysera egenfrekvensers betydelse på dynamiska förlopp och kopplade svängningar och ha insikt om hur egenfrekvenser kan modifieras i en design,
• analysera induktionsfenomen och friktion vid tidsvarierande magnetflöden,
• översiktligt redogöra för olika metoder att styra mekaniska system,
• översiktligt redogöra för några relevanta maskinelement,
• genomföra simuleringar och fysikaliska experiment samt muntligt och skriftligt förklara och försvara resultaten.

Innehåll

Tredimensionell rörelse för dynamik hos mekaniska system. Accelererade referenssystem. Eulers lagar för stelkropp och grundläggande elasticitetsteori. Orientering om friktionsförluster. Översiktligt om Lagrange´s ekvationer och minimeringar. Kopplade svängningar, exempelvis orsakade av elasticitetsegenskaper hos rotationsaxel. Rotordynamik. Analys av egenfrekvenser och varvtal med Campbelldiagram. Induktion i generatorer och motorer samt dess koppling till mekaniska egenskaper. Orientering om maskinelement (leder, axlar m.m.), materialval och reglerstyrning av dynamiska system. Introduktion till robotmekanik med rörelsestyrning i 3D. Variabler för att beskriva stelkroppsrörelse (Eulervinklar, kvaternioner).

Undervisning

Föreläsningar, lektionsövningar, laborationer. Gästföreläsning eller studiebesök som illustrerar aktuell utveckling inom mekanik (3d-skrivare, ”robotiserade” system m.m.).

Övning med multifysikalisk simuleringssverktyg.

Laboration med industrirobot.

Laboration med accelererat referenssystem.

Examination

Laborationsrapport med muntlig och skriftlig redovisning (2hp), skriftlig tentamen (3 hp).