IRM20015 Mekanikk 2 (Høst 2019)

Emnet er tilknyttet følgende studieprogram

Obligatorisk emne i Bachelorstudium i ingeniørfag:

• Maskin
• Maskin, TRESS
• Maskin, Y-veien

Absolutte forkunnskaper

Ingen

Anbefalte forkunnskaper

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 og 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 aksialkraftdiagram
• 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

Studenten kjenner til sentrale tema og begrep innen 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
• 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 - vilkår for å avlegge eksamen" og "Eksamen" nedenfor. 

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

Arbeidsomfang

250 - 300 timer

Praksis

Ingen

Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen

• A1: Én skriftlig innlevering som omhandler dynamikk og fluidmekanikk. Innleveringen må være godkjent for at studenten skal kunne fremstille seg til deleksamen 1. 
• A2: Én skriftlig innlevering som omhandler fasthetslære. Innleveringen må være godkjent for at studenten skal kunne fremstille seg til deleksamen 2. 
• A3: Mappe som må inneholde 10 av 12 øvinger for at det faglige innholdet skal bli vurdert (se "Eksamen"). I tillegg må det ikke mangle mer enn én øving i hvert av delemnene, dvs. dynamikk, fluidmekanikk og fasthetslære.

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

Eksamen

Eksamen består av tre deleksamener:

• Deleksamen 1 (Dynamikk og fluidmekanikk): skriftlig, individuell eksamen. Varighet: 3 timer. Hjelpemidler: Kalkulator med tomt minne som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst, og tekniske tabeller (det er tillatt med enkle notater i tekniske tabeller, men ikke løse ark). Det skal ikke skrives ned større løsningsprosedyrer i hjelpemidlene. Deleksamen 1 vektes 40 % av endelig karakter i emne.
• Deleksamen 2 (Fasthetslære): skriftlig, individuell eksamen. Varighet: 3 timer. Hjelpemidler: kalkulator med tomt minne som ikke kan regne symbolsk eller kommunisere trådløst, og tekniske tabeller (det er tillatt med enkle notater i tekniske tabeller, men ikke løse ark). Det skal ikke skrives ned større løsningsprosedyrer i hjelpemidlene. Deleksamen 2 vektes 40 % av endelig karakter i emne.
• Deleksamen 3: Mappeeksamen med oppgaver (se "Arbeidskrav - vilkår for å avlegge eksamen"). Det foretas uttrekk av en øving som blir vurdert. Deleksamen 3 vektes 20 % av endelig karakter i emne.

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

Alle deleksamener må være bestått for å få bestått karakter i emnet. Det gis én samlet karakter etter karakterregel A-F.

Sensorordning

Ekstern og intern sensor eller to interne sensorer.

Vilkår for ny/utsatt eksamen

Dersom studenten får ikke bestått på en av deleksamenene, kan den som er ikke bestått tas på nytt.

Ny/utsatt eksamen arrangeres ved neste ordinære eksamen.

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 II, 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