13_mechanika_wyklady_I_sem.pdf

(991 KB) Pobierz
Materiały dydaktyczne
Mechanika
Semestr I
Wykłady
Projekt „Rozwój i promocja kierunków technicznych w Akademii Morskiej w Szczecinie”
Akademia Morska w Szczecinie, ul. Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin
8.
Semestr
I
MECHANIKA
Kierunek: Mechatronika
Specjalność: elektroautomatyka okrętowa
Rozkład zajęć w czasie studiów – Studia pierwszego stopnia
Liczba godzin
Liczba godzin
Liczba tygodni
w tygodniu
w semestrze
w semestrze
A
Ć
L
S
Σ
A
Ć
L
15
30
–
–
–
30
30
–
–
Razem w czasie studiów
30
30
–
–
Przedmiot:
S
–
–
Punkty
kredytowe
Związki z innymi przedmiotami
–
–
–
–
–
–
–
–
matematyka (wymagana znajomość: rachunku wektorowego, rachunku różniczkowo-
całkowego),
fizyka,
grafika inżynierska,
wytrzymałość materiałów,
podstawy konstrukcji maszyn,
automatyka i robotyka,
siłownie okrętowe,
budowa okrętu i wyposażenie pokładowe.
Zakres wiedzy do opanowania
Po wysłuchaniu wykładów przewidzianych programem oraz odbyciu
ćwiczeń
student powinien:
Znać
→
1. Podstawy teoretyczne mechaniki klasycznej tzn. statyki, kinematyki i dynamiki układów me-
chanicznych traktowanych jako ciała doskonale sztywne.
2. Podstawy teoretyczne dotyczące drgań i dynamiki maszyn, tzn. podstawowe zagadnienia mo-
delowania i analizy drgań układów mechanicznych liniowych o skończonej liczbie stopni
swobody.
Umieć
→
1. Analizować układy sił działających na rzeczywiste układy mechaniczne znajdujące się w rów-
nowadze statycznej.
2. Analizować ruch rzeczywistych obiektów mechanicznych traktowanych jako ciała doskonale
sztywne.
3. Tworzyć i rozwiązywać równania dynamiczne ruchu prostych układów mechanicznych.
4. Zestawić układ pomiarowy, zarejestrować i dokonać analizy drgań mechanicznych występują-
cych w urządzeniach mechanicznych.
5. Dokonać podstawowych pomiarów akustycznych, w szczególności hałasu emitowanego przez
urządzenia mechaniczne.
6. Wyważać statycznie i dynamicznie wirniki urządzeń mechanicznych.
7. Przeprowadzić badania własności dynamicznych układów mechanicznych o jednym i o wielu
stopniach swobody.
8. Zarejestrować i przeprowadzić analizę drgań skrętnych linii wałów układu napędowego.
Projekt „Rozwój i promocja kierunków technicznych w Akademii Morskiej w Szczecinie”
Akademia Morska w Szczecinie, ul. Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin
Treść zajęć wykładowych i
ćwiczeniowych
w semestrze I
Nr
Tematy i ich rozwinięcie
Razem
tematu
1
Podział, zadania i podstawowe pojęcia mechaniki ogólnej.
4
Zasady statyki. Repetytorium z rachunku wektorowego.
2
Redukcja zbieżnego i równoległego układu sił. Para sił i jej
4
własności, moment pary sił (moment obrotowy).
3
Redukcja płaskiego układu sił: wektor główny i moment
4
główny układu sił; redukcja tylko do wypadkowej lub tylko
do pary sił.
4
Warunki równowagi statycznej płaskiego układu sił.
2
5
Moment siły względem osi, warunki równowagi statycznej
4
przestrzennego układu sił.
Środek
sił równoległych.
6
Środek
ciężkości ciał jednorodnych liniowych, płaskich
4
i przestrzennych.
7
Momenty statyczne, bezwładności i dewiacji punktów mate-
4
rialnych i ciał o skończonych wymiarach (momenty geome-
tryczne i masowe).
8
Rodzaje tarcia. Tarcie
ślizgowe
suche spoczynkowe i kine-
6
tyczne. Tarcie toczne. Tarcie w łożyskach tocznych.
9
Kinematyka punktu materialnego: równania ruchu i tor ru-
6
chu, prędkość i przyspieszenie punktu. Kinematyka punktu w
ruchu po okręgu. Ruch harmoniczny punktu materialnego.
10
Kinematyka ciała doskonale sztywnego; ruch postępowy i
4
obrotowy.
11
Kinematyka ciała sztywnego w ruchu płaskim: prędkości i
7
przyspieszenia ciała i jego punktów, chwilowy
środek
obrotu
i
środek
przyspieszeń.
12
Podstawowe pojęcia teorii mechanizmów i maszyn (człon,
4
para i łańcuch kinematyczny, ruchliwość, więzy)
13
Analiza kinematyczna mechanizmów (położenia i trajektorie,
5
środek
obrotu, prędkości i przyspieszenia członu i jego punk-
tów). Mechanizmy dźwigniowe, krzywkowe, zębate.
14
Dynamika punktu materialnego: podstawowe pojęcia (w tym
4
siła bezwładności), zadania i prawa dynamiki.
Razem
60
W
2
2
2
Ć
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
3
3
3
3
2
3
2
4
2
2
-
3
2
30
2
30
Projekt „Rozwój i promocja kierunków technicznych w Akademii Morskiej w Szczecinie”
Akademia Morska w Szczecinie, ul. Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin
Temat 1. Podział, zadania i podstawowe pojęcia mechaniki ogólnej.
Podział mechaniki technicznej i miejsce w niej mechaniki ogólnej
Mechanika ogólna
jest działem fizyki badającym prawa rządzące ruchem ciał, przy czym kinematyka
,zwana czystą geometrią ruchu, nie uwzględnia przyczyn ruchu, natomiast dynamika poszukuje
związków między przyczynami ruchu tj. siłami a ich skutkami tj. parametrami ruchu np. przyspiesze-
niem.
Podstawowe pojęcia mechaniki ogólnej
–
–
–
–
–
Modele ciała:
punkt materialny i sztywny zbiór punktów materialnych zwany ciałem dosko-
nale sztywnym.
Ruch ciała
jako zmiana położenia jednego ciała względem innego; zasada względności ruchu.
Przestrzeń ruchu
jest przestrzenią płaską (euklidesową).
Czas ruchu,
parametr numerujący kolejność zdarzeń, niezależny od układu odniesienia, od
obserwatora.
Przyczyna ruchu
czyli najogólniej mówiąc siła jako wielkość wektorowa, będąca miarą in-
tensywności oddziaływania ciał.
Pojęcie wielkości skalarowej
(np. masy, temperatury, długości itp.)
i wektorowej
(np. prędkości,
siły, itp).
Układ współrzędnych
(kartezjański, prawoskrętny), reguła
śruby
prawoskrętnej.
Z
prawoskrętny
Y
X
O
Z
X
O
lewoskrętny
Y
W dalszych rozważaniach stosowany będzie tylko układ prawoskrętny.
Projekt „Rozwój i promocja kierunków technicznych w Akademii Morskiej w Szczecinie”
Akademia Morska w Szczecinie, ul. Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin
Więzy; typy, charakterystyczne przypadki.
Więzy to ograniczenia nałożone na ruch ciała.
Typy więzów: idealne (bez tarcia) i nieidealne (z tarciem).
Charakterystyczne przypadki więzów spotykane najczęściej w urządzeniach mechanicznych: przegub
walcowy, przegub kulisty, podpora przesuwna, utwierdzenie.
Położenie ciała w przestrzeni. Liczba stopni swobody ciała.
Punkt materialny
Z
P(x,y,z)
z
O
X
y
Punkt swobodny ma 3 stopnie swobody.
(trzy translacje względem trzech osi)
Ciało swobodne ma 6 stopni swobody.
(trzy translacje i trzy obroty względem osi X,Y,Z)
Ciało doskonale sztywne
Z
Y
x
X
Y
Zasady statyki
(aksjomaty, pewniki , których się nie dowodzi)
1.
Zasada równoległoboku
„Dwie siły zaczepione w jednym punkcie można zastąpić jedną tylko siłą zwaną wypadkową,
będącą przekątną równoległoboku zbudowanego na tych siłach”.
2.
Zasada równoważenia się dwóch sił (zwanych „dwójką zerową”)
„Dwie siły pozostają w równowadze, jeżeli mają ten sam kierunek, przeciwne zwroty i tę sa-
mą wartość liczbową”.
3.
Zasada układu zerowego sił
„Działanie układu sił nie ulegnie zmianie, jeżeli do układu zostanie dodany (lub od niego od-
jęty) układ sił równoważących się (w szczególności „dwójka zerowa)”.
4.
Zasada akcji i reakcji (trzecie prawo Newtona)
„Dwa ciała oddziałują na siebie siłami o tych samych kierunkach, przeciwnych zwrotach i tej
samej wartości liczbowej”.
5.
Zasada oswobodzenia od więzów
„Ciało nieswobodne można uwolnić od więzów, zastępując je ich siłami reakcji, i dalej rozpa-
trywać je jako ciało swobodne znajdujące się pod działaniem sił zewnętrznych, czynnych i sił
reakcji więzów”.
6.
Zasada zesztywnienia
„Równowaga sił działających na ciało odkształcalne nie ulegnie zachwianiu, jeżeli potraktuje
się to ciało jako doskonale sztywne”.
Twierdzenie o posuwności siły działającej na ciało doskonale sztywne
(wynika z trzeciej zasady statyki)
„Siła działająca na ciało doskonale sztywne jest wektorem posuwnym, tzn. można ją przesuwać do
dowolnego miejsca na jej linii działania”.
Literatura:
[2], rozdz. 1. str. 11÷26.
Projekt „Rozwój i promocja kierunków technicznych w Akademii Morskiej w Szczecinie”
Akademia Morska w Szczecinie, ul. Wały Chrobrego 1-2, 70-500 Szczecin

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin