Mechanika 2 - KME/MECH2

Garant

• Doc. Ing. Jan Vimmr, Ph.D.

Cíle předmětu

Seznámit studenty nejprve s
- kinematickým řešením rovinných mechanismů pomocí analytických a grafických metod,
- se statickým řešením rovinných soustav těles pomocí analytických a grafických metod.
Uvést studenty dále do řešení problémů dynamiky hmotného bodu, tělesa a rovinných soustav těles. Představit studentům základy teorie kmitání lineárních soustav s jedním stupněm volnosti.

Přehled látky

1. týden:
Přednáška - Kinematické řešení rovinných mechanismů (analytické a grafické metody).
Cvičení - Složení rovinných soustav těles. Ukázky mechanických modelů vybraných mechanismů.
2. týden:
Přednáška - Statické řešení nepohyblivých rovinných soustav těles (analyticky a graficky). Metoda uvolňování. Prutové soustavy.
Cvičení - Kinematické řešení rovinných mechanismů - analytické a grafické řešení.
3. týden:
Přednáška - Statické řešení rovinných mechanismů - analytické a grafické řešení.
Cvičení - Statické řešení nepohyblivých rovinných soustav těles - analytické a grafické řešení.
4. týden:
Přednáška - Dynamika hmotného bodu. Pohybová rovnice a její řešení. Podmínka dynamické rovnováhy. Relativní pohyb hmotného bodu. Věty o pohybu hmotného bodu.
Cvičení - Statické řešení rovinných mechanismů - analyticky a graficky.
5. týden:
Přednáška - Dynamika soustavy hmotných bodů. D´Alembertův princip a věty o pohybu.
Cvičení - Vyšetřování pohybu hmotného bodu z pohybové rovnice a z podmínky dynamické rovnováhy. Aplikace vět o pohybu hmotného bodu.
6. týden:
Přednáška - Dynamika tělesa. Střed hmotnosti, matice setrvačnosti, hybnost, moment hybnosti a kinetická energie.
Cvičení - Vyšetřování relativního pohybu hmotného bodu. Aplikace d´Alembertova principu a vět o pohybu soustavy hmotných bodů.
7. týden:
Přednáška - Posuvný a rotační pohyb tělesa. Setrvačné účinky na rotor.
Cvičení - Výpočet momentů setrvačnosti a deviačních momentů těles. Transformační vztahy.
8. týden:
Přednáška - Obecný rovinný pohyb tělesa.
Cvičení - Vyšetřování posuvného pohybu tělesa. Rozběh (doběh) rotoru. Reakce v ložiskách od nevyváženosti rotoru.
9. týden:
Přednáška - Dynamika rovinných soustav těles. Metoda uvolňování.
Cvičení - Vyšetřování pohybu těles při valení. Setrvačné účinky na těleso při obecném rovinném pohybu.
10. týden:
Přednáška - Metoda redukce hmot. Metody integrace pohybových rovnic.
Cvičení - Kinetostatické řešení rovinných mechanismů metodou uvolňování.
11. týden:
Přednáška - Aplikace vět o pohybu. Ráz těles. Elementární teorie rázu. Příklady.
Cvičení - Vyšetřování pohybu rovinných mechanismů metodou redukce hmot. Počítačová simulace pohybu soustavy těles s proměnnými převody. Zadání zápočtové úlohy.
12. týden:
Přednáška - Základy teorie kmitání. Matematické modely lineárních soustav s jedním stupněm volnosti. Volné kmitání.
Cvičení - Vlastní frekvence a volné kmitání netlumených a tlumených soustav s jedním stupněm volnosti.
13. týden:
Přednáška - Vynucené kmitání lineárních soustav s jedním stupněm volnosti. Impulzní, přechodová a amplitudová charakteristika.
Cvičení - Ustálené harmonicky vybuzené kmitání. Kinematické buzení a buzení od nevyváženosti rotoru.

Odborné dovednosti po absolvování předmětu

• umět použít analytické metody pro kinematické řešení rovinných mechanismů
• umět použít grafické metody pro vyšetřování rychlostí bodů a těles u rovinných mechanismů
• provést statické řešení rovinných soustav těles pomocí analytických a grafických metod
• umět řešit pohyb hmotného bodu aplikací pohybové rovnice, podmínek dynamické rovnováhy a vět o pohybu
• řešit posuvný, rotační a obecný rovinný pohyb tělesa
• aplikovat metodu uvolňování pro řešení úlohy kinetostatiky a vlastní dynamiky
• aplikovat metodu redukce hmot a silových účinků pro sestavení vlastní pohybové rovnice
• vyšetřit odezvu na volné a vynucené kmitání lineárních soustav s jedním stupněm volnosti

Požadavky na studenta

Požadavky k zápočtu:
Vypracování a odevzdání semestrální práce na odpovídající úrovni.
Zápočet z předmětu KME/MECH2 získaný v předchozích letech studia se neuznává.

Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat získané poznatky na řešení konkrétních úloh. Zkouška má dvě části, písemný test a ústní část. Pro postup do ústní části je nutno získat z písemného testu minimálně 50% z maximálního počtu bodů.

Ke stažení

• Složení rovinných soustav těles
• Podklady k 2. cvičení - Kinematické řešení čtyřkloubového mechanismu a mechanismu vačky s vahadlem
• Program ctyrkloubak.m pro kinematické řešení čtyřkloubového mechanismu
• Vyšetřování relativního pohybu hmotného bodu (příklady)
• Metody integrace pohybových rovnic (pomocný studijní text)
• Vyšetřování pohybu rovinných mechanismů metodou redukce hmot (příklady)
• Volné kmitání tlumených soustav s jedním stupněm volnosti (příklad)
• Buzení od nevyváženosti rotoru (příklad)
• Vyšetřování pohybu hmotného bodu z pohybové rovnice a z podmínky dynamické rovnováhy. Aplikace vět o pohybu hmotného bodu. (další příklady k procvičení)
• Elementární teorie rázu - přednáška + příklady
• Energie ztracená rázem těles
• Příklady z kinematiky a ze statiky Podpůrný text ke studiu

Více informací o předmětu (portál ZČU)