IRM20014 Mekanikk 2 (Høst 2014)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk emne i Bachelor i ingeniørfag:

• Maskin
• Maskin, Tress
• Maskin, Y-veien

Forkunnskapskrav utover opptakskrav

Det anbefales fullført og bestått i emnene Mekanikk 1 og Matematikk 1, eller tilsvarende.

Undervisningssemester

3. semester (høst).

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Emnet har tre fagområder - A: Fasthetslære, B: Dynamikk, C: Fluidmekanikk

A) FASTHETSLÆRE:

Kunnskap
Studenten kjenner til:

• Hvordan man beregner og tegner moment, skjær og aksialkraft og forskyvninger i statisk bestemte og ubestemte konstruksjoner
• Kjenner til enhetslastmetoden, kraftmetoden og forskyvningsmetoden/matrisestatikk
• Kjenner til hva som er prinsippene bak et rammeprogram for databeregning av rammekonstruksjoner - forskyvningsmetoden / matrisestatikk, elementmetodeprogrammer

Ferdigheter
Studenten:

• Kan bestemme om en konstruksjon er statisk bestemt eller statisk ubestemt
• Kan beregne og fordele laster og bestemme lastvirkning i statisk bestemte og ubestemte konstruksjoner og tegne moment, skjær og aksialkraft-diagram
• Kan beregne forskyvninger / rotasjoner
• Kan gjøre beregninger ved bruk av enhetslastmetoden, kraftmetoden og forskyvningsmetoden / matrisestatikk

Generell kompetanse
Studenten har

• forståelse for bjelkens mekanikk og kjennskap til beregningsmetoder som er grunnlag for dimensjoneringsprogrammer.

B) DYNAMIKK:

Kunnskaper
Studenten kjenner til sentrale tema innen

• Kinematikk og kinetikk
• Partikkeldynamikk
• Arbeid og energi
• Translasjon og rotasjon av stive legemer
• Impuls
• Støt, elastisk og uelastisk
• Mekanismer: Utvekslinger, planetgir, differensialer
• Simuleringer av dynamiske systemer med Matlab

Ferdigheter

Studenten gjennomfører analyser og beregninger av dynamiske mekanismer og systemer

Generell kompetanse
Studenten anvender metoder og prinsipper for analyse av stive legemer i bevegelse

C) FLUIDMEKANIKK:

Kunnskaper
Studenten kjenner til sentrale begrepene inn fluidmekanikk:

• Viskositetsbegrepet
• Hydrostatikk
• Laminær og turbulent strømning
• Kontinuitetsligningen
• Energiligningen og Bernoullis ligning
• Kontrollvolummetoden
• Impulsligningen
• Friksjonstap, samt Drag/Løft i hydro- og aerodynamikk
• Pumpe/Turbin

Ferdigheter
Studenten gjennomfører beregninger innen kunnskapsområdene

Generell kompetanse
Studenten anvender metoder og prinsipper for analyse av fluider

Innhold

Del A Fasthetslære:

• Bjelkens differensialligning
• Deformasjon av bjelker
• Enhetslastmetoden
• Kraftmetoden
• Statisk ubestemte konstruksjoner
• Matrisestatikk

Del B Dynamikk:

• Kinematikk
• Partikkeldynamikk
• Arbeid og energi
• Translasjonsdynamikk for stive legemer
• Impuls
• Støt, elastisk og uelastisk
• Rotasjonsbevegelse for stive legemer
• Mekanismer: Utvekslinger, planetgir, differensialer
• Simuleringer av dynamiske systemer med Matlab

Del C Fluiddynamikk:

• Kontinuumshypotesen
• Viskositet begrepet
• Hydrostatikk
• Trykk-krefter på flater
• Laminær og turbulent strømning
• Kontinuitetsligningen
• Energiligningen og Bernoullis ligning
• Pumpe/Turbin
• Kontrollvolummetoden
• Impulsligningen
• Friksjonstap
• Drag/løft i hydro- og aerodynamikk

Undervisnings- og læringsformer

Undervisningen er problemorientert og gjennomføres ved bruk av forelesninger, øvingstimer og selvstudier.
Studentene må gjennom semesteret gjennomføre hhv. arbeidskrav og øvinger til hvert av de tre fagområdene (se Innhold/oppbygging). Besvarelser på øvinger som kan danne grunnlag for uttrekk på eksamen (se Vurdering) leveres i en egen mappe på Fronter, og arbeidskravene i en annen mappe.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

For hver del A, B, C (se Innhold/oppbygging) skal det leveres et arbeidskrav i egen mappe i Fronter innen gitte frister.
Nærmere definerte arbeidskrav fastsettes i emnets undervisningsplan.
Arbeidskrav må være godkjent før studentene kan framstille seg til eksamen.

Eksamen

Eksamen består av to komponenter:

• 5 timer individuell skriftlig eksamen.

Tillatte hjelpemidler: Tabeller og godkjent kalkulator.

• Mappe: En innlevert øving fra hvert av fagområdene A, B og C trekkes ut og vurderes.

Det gis en bokstavkarakter A til F, der A er beste karakter og F er ikke bestått, basert på skruftlig eksamen og mappe. Skriftlig eksamen danner det primære grunnlaget for karakterfastsettelsen. Innleveringene kan brukes justerende (maksimalt en karakter opp eller ned). Ved ny eller utsatt eksamen må skriftlig eksamen tas på nytt.

Evaluering av emnet

Løpende evaluering av undervisningen gjennom semesteret, hvor metode for evaluering avtales mellom faglærer(e) og studenter.
Skriftlig sluttevaluering av emnet.

Litteratur

Støttelitteratur:
Vollen, Øistein: Mekanikk for ingeniører, Statikk og fasthetslære. NKI forlag