برنامه درسی

لیست برنامه های درسی

پیش نیاز درس

استاتیک

منابع

J. L. Meriam, L. G. Kraige, J.N. Bolton “Engineering Mechanics: Dynamics”, ۹th Edition, ۲۰۱۸,
John Wiley

F. Beer, E. Johnston, P. Cornwell, B. Self “Vector Mechanics for Engineers: Dynamics”, ۱۲th
Ed., ۲۰۱۹, McGraw Hills

 

طرح درس

 

هفته سرفصل
1 سینماتیک ذرات، حرکت راست خط، حرکت زاوی های، حرکت منحنی الخط در صفحه، مختصات قائم و مماس
2 حرکت منحنی الخط در فضا، مختصات کارتزین، استوانه ای، کروی، حرکت نسبی
3 سینتیک ذرات، قانون دوم نیوتن، معادلات حرکت
4 کار و انرژی، سیستمهای ابقایی و غیر ابقایی، اصل بقای انرژی مکانیکی
5 ضربه، اندازه حرکت خطی، اندازه حرکت زاویه ای، برخورد، حرکت با نیروی مرکزی
6 حرکت نسبت به محورهای متحرک، اصل دالامبر
7 دینامیک مجموعه ذرات، معادلات حرکت، قانون بقای انرژی، قانون بقای مومنتم، مرکز جرم مجموعه ذرات
8 دینامیک سیستم های با جرم متغیر
9 سینماتیک اجسام صلب در صفحه، حرکت مطلق، حرکت نسبی، مرکز آنی دوران
10 سینماتیک جسم صلب در فضا
11 سینتیک اجسام صلب، قانون دوم نیوتن برای اجسام صلب
12 معادلات حرکت جسم صلب در صفحه، ممان اینرسی جرمی
13 قوانین بقای مومنتوم خطی و زاویه ای
14 مرکز تصادم و برخورد اجسام صلب
15 کاربرد قوانین کار و انرژی در اجسام صلب
16 معادلات حرکت جسم صلب در فضا

 

هدف از طرح درس

در درس دینامیک که یکی از دروس پایه ی مهندسی مکانیک است، مفاهیم اصلی در حرکت و نیرو آموزش داده می شود. دستگاه های مختصات، کمیت های برداری، معادلات حرکت، اندازه حرکت، کار و انرژی جزو مطالب اصلی این درس است. دانشجو در این درس می آموزد که با رسم دیاگرام جسم آزاد بتواند یک جسم را از محیط اطرافش منفک کند و قوانین فیزیکی را برای آن جسم بنویسد. درس به دو بخش دینامیک ذرات و دینامیک اجسام صلب تقسیم م یگردد. حل مثال های متعدد در حوزه های متنوع مهندسی باعث شناخت بیشتر دانشجو از رشته ی مهندسی مکانیک می گردد. توانایی تحلیل مسائل واقعی به شکل ساده و منطقی با بکارگیری چند اصل اولی ه به عنوان یکی از اهداف مهم این درس می باشد.

پیش نیاز درس

دینامیک
ریاضی مهندسی

منابع

Rao, S.S., "Mechanical Vibrations", ۶th Ed., Prentice Hall, ۲۰۱۶

Thomson, W.T. and Dahleh, M.D. “Theory of Vibration with Applications”, ۵th Ed., Prentice-
Hall, ۱۹۹۷

Meirovitch, L., "Fundamentals of Vibration", McGraw–Hill, ۲۰۰۱

طرح درس
هفته سرفصل
1 مفاهیم کلی، تعاریف و کاربردها، حرکت هارمونیک، نمایش مختلط، سری فوریه
2- 3 سیستم یک درجه آزادی، سفتی معادل،ارتعاشات آزاد، مفهوم فرکانس طبیعی، روش انرژی، شرایط اولیه
4- 5 میرایی، ارتعاشات آزاد میرا، انواع میرایی، میرایی معادل
6- 7 ارتعاشات اجباری سیستمها با یک درجه آزادی، پاسخ به تحریک هارمونیک، پاسخ همگن و خصوصی
8 مفهوم نامیزانی، پاسخ نامیزانی، لنگ زنی شفت
9 تحریک از پایه، ایزولاسیون ارتعاشات، سنسورهای ارتعاشی
10 پاسخ به تحریک های تناوبی با استفاده از بسط فوریه
11 پاسخ ضربه، ارتعاشات گذرای سیستم یک درجه آزادی به روش انتگرال کانولوشن
12 ارتعاشات آزاد و اجباری سیستمها با دو یا چند درجه آزادی
13 شکل مود ارتعاشی، روش حل ماتریسی، ماتریس جرم و سفتی، جفت شدگی مختصات
14 تعامد مودها، قطری کردن ماتریس ها، ماتریس میرایی، میرایی تناسبی، جاذب های دینامیکی ارتعاشات
15 معادلات لاگرانژ و استفاده از آن برای سیستمهای چند درجه آزادی
16 اندازه گیری ارتعاشات، آشنایی با پایش وضعیت و عیب یابی بر اساس ارتعاشات
   
   
   

 

هدف از طرح درس

ارتعاشات صرف نظر از کاربردهای صنعتی آن معمولا به عنوان یک عامل مخرب در ساز هها و ماشین ها رخ می دهد. بر این اساس در یک طراحی خوب باید تا حد امکان مقدار ارتعاش را کاهش داد و از بروز تشدید اجتناب نمود. در این درس نحوه ی مدلسازی سیستم های واقعی و پیچیده ی فیزیکی با مدل های ساده شده ی ریاضی و قابل استفاده در مهندسی را می آموزند. یادگیری تکنیک حل مسأله و برخورد با مسائل واقعی یکی از مهارت های مورد نیاز در مهندسی است که  دانشجویان در این درس فرا م یگیرند. توانایی حل معادلات ریاضی بر اساس آموخته های قبلی دانشجویان در معادلات دیفرانسیل و استفاده از رایانه برای حل عددی از دیگر اهداف این درس است. علاوه بر آن مطالبی نظیر بالانس شفت ها، ایزولاسیون و جذب ارتعاشات به عنوان روش های کاهش دامنه  ارتعاش تشریح میگردد

پیش نیاز درس

دینامیک ماشین
ارتعاشات مکانیکی

طرح درس
هفته سرفصل
  نکات عملی و ایمنی کار در آزمایشگاه، ابزارها، اصول گزارش نویسی
  لنگ زنی و سرعت بحرانی محورهای دوار، اندازه گیری ارتعاشات
  اندازه گیری نیروی گریز از مرکز و شتاب کوریولیس
  ژیروسکوپ و گشتاور ژیروسکوپی
  توازن دینامیکی اجرام دوار
  بادامک، کلاچ، ترمز، پولی، تسمه و سایر اجزای ماشین ها
   

 

هدف از طرح درس

انجام عملی آزمایش ها در درک بهتر دانشجویان از مطالب تئوری آموخته شده در دروس دینامیک، ارتعاشات و دینامیک ماشین کمک می نماید. دانشجویان در این درس پدیده های فیزیکی شامل حرکت و ارتعاش را مشاهده می نمایند و مفاهیمی نظیر رزونانس و فرکانس طبیعی را به صورت ملموس درک می نمایند. همچنین دانشجویان با برخی قطعات و اجزای پرکاربرد در صنایع آشنا می گردند. توانایی اندازه گیری ابعادی، خواص اینرسی، اندازه گیری دینامیکی جزو اهداف اصلی درس می باشد. توانایی ثبت دقیق اطلاعات، تحلیل خطاها، تقریب مهندسی، مدلسازی اجسام، گزارش نویسی و کارگروهی از دیگر اهداف این درس است