Karta przedmiotu Dynamika i Stateczność Konstrukcji (TiKAK)

Nazwa przedmiotu: Dynamika i Stateczność Konstrukcji
Typ przedmiotu: Obowiązkowy
Poziom przedmiotu: Zaawansowany
Rok studiów, semestr: pierwszy rok studiów II stopnia, sem. 2
Liczba punktów ECTS:
Metody nauczania:
W C L P liczba tygodni razem godzin
2. / tydzień 2. / tydzień 15 60
Język wykładowy: polski
Imię i nazwisko osoby odpowiedzialnej za przedmiot:
prof. dr hab.inż. Grzegorz Jemielita, Katedra Katedra Mechaniki Budowli i Zastosowań Informatyki
Wymagania wstępne:
Zainteresowanie zaawansowaną mechaniką. Dobra znajomość matematyki (analiza matematyczna, równania róniczkowe), podstaw mechaniki teoretycznej, mechaniki budowli, podstaw teorii sprężystości, MES, programu Mathematica (lub podobnych). Wymagane jest zaliczenie większości z następujących przedmiotów wykładanych na I st.: Matematyki, Mechaniki Teoretycznej, Wytrzymałości Materiałów, Mechaniki Budowli i Teorii Sprężystości, Zastosowań Informatyki na ocenę minimum dobrą.
Cele przedmiotu:
Poznanie rónnych metod rozwiązywania zagadnień mechaniki. Przygotowanie do zaawansowanej analizy konstrukcji metodami analitycznymi i numerycznymi. Umiejętność stawiania problemu i samodzielnego rozwiązywania skomplikowanych zagadnień. Nabycie zdolności analizy wyników uzyskanych za pomocą techniki komputerowej i wyciąganie właściwych wniosków. Przygotowanie do pracy naukowej.
Treści merytoryczne przedmiotu:
Podstawowe wiadomości z dynamiki teoretycznej i dynamiki analitycznej. Podstawowe wiadomości z teorii drgań (Analiza dynamiczna układów o jednym stopniu swobody. Modele tłumienia drgań. Liczba tłumienia. Logarytmiczny dekrement tłumienia. Mechaniczne tłumiki drgań. Przykłady obliczeniowe. Drgania belek modelowane jednym lub kilkoma stopniami swobody. Macierze bezwładności i sztywności. Obciążenia ruchome (siła skupiona, masa punktowa, inercyjne i nieinercyjne obciążenia ciągłe). Dystrybucja Diraca, Heaviside'a, funkcja rampy. Zasada superpozycji w drganiach liniowych. Dynamika ruchomych oscylatorów jedno masowych, dwu masowych i wielo masowych i ich równania ruchu. Ruch oscylatorów po sztywnej nawierzchni wg określonych funkcji nierówności toru. Przykłady zastosowań. Ruchome oscylatory na belkach modelowanych jednym lub kilkoma stopniami swobody. Przykłady obliczeniowe, program MATHEMATICA). Teoria uderzenia i rachunek impulsów sił. Drgania wymuszone przy przejściu przez rezonans. Wprowadzenie do drgań nieliniowych (Krzywizna pręta w funkcji współrzędnej mierzonej po długości nieodkształconego pręta
oraz w funkcji współrzędnej wzdłun osi odkształconego pręta). Zagadnienie ściskanego pręta. Nieliniowe zagadnienie wspornika (rónne warianty obciąneń) Układy o nieskończonej liczbie stopni swobody. Dynamika prętów (Zastosowanie równań całkowych Volterry). Drgania prętów o zmiennej masie. Analiza nieliniowa prętów (Analiza energii potencjalnej. analiza stateczności pontonów, prętów). Analiza stateczności układów spręnystych. Stateczność łuków (w płaszczyźnie i z płaszczyzny, metody analityczne i numeryczne).
Metody oceny:
Studenci wykonują indywidualne projekty z kandego tematu stosując metody analityczne i numeryczne (symulacje komputerowe). Zaliczenie przedmiotu polega na oddaniu wszystkich prac i przedstawieniu na zajęciach typu seminaryjnego.
Spis zalecanych lektur:
1. Weaver W., Timoshenko S.P., Young D.: Vibration Problems in Engineering. Wiley International, (4 ed.) 1990.
2. Timoshenko S.P.
3. Nowacki W.: Dynamika budowli. Arkady, 1972.
4. Kaliski S. : Drgania i fale. PWN, 1966.
5. Solecki R., Szymkiewicz J.: Układy prętowe i powierzchniowe.
6. Obliczenia dynamiczne. Arkady, 1964
7. Langer J.: Dynamika budowli. WPWr, 1980.
8. Szcześniak W. Dynamika analityczna I MATHEMATICA. OWPW, 2005.
9. Szcześniak W. Dynamika analityczne dla zaawansowanych. OWPW, 2007.
10. Szcześniak W. Wybrane zagadnienia z dynamiki płyt. OWPW 2000.
11. Chmielewski T., Zembaty Z. Podstawy dynamiki budowli. Arkady 1998
12. Mindlin R.D.: Mathematical Theory of Vibrations of Elastic Plates. World Scie. , 2006
13. Seto W.W.: Theory and Problems of Mechanical Vibrations. Schaum's Outline Series. MacGraw-Hill, 1980.
14. Jimin He, Zhi-Fang Fu.: Modal Analysis. BH, 2001.
15. Nashif A., Jones D., Henderson J.: Vibration damping. J. Wiley 1985.
16. Fryba L.: Vibration of Solid and Structures Under Moving Loads. Telford, 1999.
17. Meirovitch L.: Elements of Vibrations Analysis. McGraw Hill, 1986.