IRM20015 Mekanikk 2 (Høst 2017)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk emne i Bachelorstudium i ingeniørfag:

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

Forkunnskapskrav utover opptakskrav

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

Undervisningssemester

3. semester (høst).

Studentens læringsutbytte etter bestått emne

Emnet har to fagområder - A: Fasthetslære, B: Dynamikk og Fluidmekanikk

A) FASTHETSLÆRE:

Kunnskaper:

Studenten kjenner til:

• hvordan man beregner og tegner moment, skjær og aksialkraft og forskyvninger i statisk bestemte og ubestemte konstruksjoner       
• den elastiske linjes ligning, Castigliano's sats, enhetslastmetoden og kraftmetoden
• metoder for å beregne komposittbjelker

Ferdigheter

Studenten kan:

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

Generell kompetanse
Studenten har forståelse for bjelkenes mekanikk og kjennskap til beregningsmetoder som er grunnlag for dimensjoneringsprogrammer.

B) DYNAMIKK MED FLUIDMEKANIKK:

Kunnskaper:

Studenten kjenner til sentrale tema og begrep innen

Dynamikk:

• kinematikk og kinetikk
• arbeid og energi
• translasjon og rotasjon av stive legemer
• impuls
• støt, elastisk og uelastisk
• mekanismer: Utvekslinger, planetgir, differensialer
• kvalitative analyse av dynamiske systemer, evt simulering ved bruk av MATLAB

Fluidmekanikk:

• viskositetsbegrepet
• hydrostatikk
• laminær og turbulent strømning
• friksjon i rør
• grunnleggende kunnskaper om hydrostatiske kraftoverføringer

Ferdigheter:

Studenten kan

• gjennomføre analyser og beregninger av dynamiske mekanismer og systemer
• gjennomføre beregninger innen kunnskapsområdene for fluidmedkanikk

Generell kompetanse:

Studenten

• kan anvende metoder og prinsipper for analyse av stive legemer i bevegelse
• kan analysere grunnleggende problemstillinger innen fluidmekanikk.

Innhold

Del A Fasthetslære:

• Bjelkens differensialligning
• Deformasjon av bjelker
• Den elastiske linjes ligning
• Castigliano's sats
• Enhetslastmetoden
• Kraftmetoden
• Statisk ubestemte konstruksjoner
• Komposittbjelker

Del B Dynamikk med Fluiddynamikk:

• Kinematikk
• Arbeid og energi
• Translasjonsdynamikk for stive legemer
• Impuls
• Støt, elastisk og uelastisk
• Rotasjonsbevegelse for stive legemer
• Mekanismer: Utvekslinger, planetgir, differensialer
• Kvalitative analyse av dynamiske systemer, evt simulering ved bruk av MATLAB

Spesielt for Fluiddynamikk:

• Viskositet begrepet
• Hydrostatikk
• Trykk-krefter på flater
• Laminær og turbulent strømning
• Hydrostatiske transmisjoner
• Friksjonstap i rør

Undervisnings- og læringsformer

Undervisningen er problemorientert og gjennomføres ved bruk av forelesninger, øvingstimer og selvstudier. 

Studentene må gjennom semesteret gjennomføre arbeidskrav og øvinger til hvert av de tre fagområdene. Se Arbeidskrav og Vurdering nedenfor. 

Nærmere beskrivelse av opplegget for innleveringene, inkl. frister, fastsettes i emnets undervisningsplan.

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• A1: En skriftlig innlevering må være godkjent for at studenten kan fremstille seg til deleksamen 1. Denne omhandler Dynamikk og Fluidmekanikk. 
• A2: En skriftlig innlevering må være godkjent for at studenten kan fremstille seg til deleksamen 2. Denne omhandler Fasthetslære. 
• A3: Mappen må inneholde 10 av 12 øvinger for at det faglige innholdet skal bli vurdert (se vurdering). I tillegg må det ikke mangle mer enn 1 øving i hvert av delemnene, dvs. Dynamikk, Fluidmekanikk og Fasthetslære.

Nærmere beskrivelse av opplegget for innleveringene, inkl. frister, fastsettes i emnets undervisningsplan.

Eksamen

Deleksamener: To skriftlige eksamener og mappe.

Deleksamen 1 (teller 40 %): 3 timer skriftlig skoleeksamen i Dynamikk og Fluidmekanikk.

Deleksamen 2 (teller 40 %): 3 timer skriftlig skoleeksamen i Fasthetslære.

Deleksamen 3 (teller 20 %): Mappe med oppgaver (se Arbeidskrav). Det foretas uttrekk av en øving som blir vurdert.

Nærmere beskrivelse av opplegget for innleveringene, inkl. frister, fastsettes i emnets undervisningsplan.

Tillatte hjelpemidler ved skriftlige eksamener: Kalkulator og tekniske tabeller. Det er tillatt med enkle notater i tekniske tabeller, men ikke løse ark eller lapper. Det skal heller ikke skrives ned større løsningsprosedyrer i hjelpemidlene.

Alle deleksamener må være bestått for å få bestått karakter i emnet. Det gis en samlet karakter på skalaen A-F, hvor A er beste karakter og F er ikke-bestått.

Dersom kandidaten ikke har bestått en av deleksamenene, kan den som ikke er bestått tas på nytt. Det samme gjelder ved ny/usatt eksamen.

Ved klage på sensur kan den enkelte deleksamen påklages.

Evaluering av emnet

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

Litteratur

Bell, K. (2015) Konstruksjonsmekanikk, Del 2, Fasthetslære, Fagbokforlaget, 448 s

Cengel, Y.A., Cimbala, J.M., Turner, R.H, (2014): Thermal-Fluid Sciences (SI Units), Fourth Edition, McGraw-Hill Higher Education

Handouts og kompendier kan tilkomme i løpet av studiet.

Støttelitteratur:
Vollen, Ø. (2010), Statikk og fasthetslære: mekanikk for ingeniører, NKI forlag

Johansen, J. (2002), Tekniske tabeller. Cappelens forlag.

Irgens, F. (1999), Formelsamling i mekanikk, Tapir Akademisk Forlag.

Irgens, F. (2006), Fasthetslære, 7.utg., Tapir Akademisk Forlag.

Irgens, F. (1999), Dynamikk, 4.utg.,  Tapir Akademisk forlag.