62799 Geometriske operationer i plan og rum

2017/2018

Elteknologi (70)
Maskin og Design (30)
Maskinteknik: 3.Semester
Kursusinformation
Geometric Operations in Plane and Space
Dansk
5
Diplomingeniør
Kurset udbydes under tompladsordningen
E4B (fre 8-12)
F4B (fre 8-12)
Campus Ballerup
Hver uge: To timers forelæsning og to timers øvelser delvist med computer. Derudover projektopgave-arbejde sidst i semesteret.
13-uger
E4B, F4B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Fem hjemmeopgavesæt sammen med rapport over projektopgave tæller 50% af karakteren, og den afsluttende 2-timers prøve tæller de resterende 50% af karakteren.
2 timer
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , intern bedømmelse
01999
Geometriske Operationer I Plan og Rum
01901/01902 , Basismat og Videregående matematik for diplomingeniører
John Kryger Sørensen , Ballerup Campus, Bygning Ballerup, Tlf. (+45) 3588 5139 , jksor@dtu.dk

62 DTU Diplom
http://www.mat.dtu.dk/education/01999
I studieplanlæggeren
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
At give et grundlag for at forstå og anvende en række geometriske former og teknikker, som anvendes i ingeniørmæssig og designmæssig sammenhæng:

For maskiningeniører drejer det sig f.eks. om skrue-linjer og skrueflader (skruer og skruepumper), tandhjulsgeometri baseret på evolventer, cykloider, og hypocykloider (gear og hydrauliske pumper), sfæriske former (rullelejer).

For skibsingeniører handler det f.eks. om fremstilling af propelgeometrier vha. transformationer af standardprofiler, og om fremstilling af skrogformer.

At benyttte 2x2 og 3x3 matricer og deres egenskaber til analyse
af simple geometriske konstruktioner i plan og rum og dermed indøve en grundlæggende forståelse af koordinattransformationer.

At definere og beregne præcise modifikationer af givne geometriske objekter.

At udnytte computer-eksperimenter som en integreret del af kurset til illustrationer, begrebsindlæring, og beregninger.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Udregne plan- og rumprodukter og anvende dem til bestemmelse af areal og volumen af polygoner og polyedre
  • Anvende matricer til at konstruere og analysere deformationer af basis-objekter og forklare den inducerede ændring i areal og volumen
  • Finde parameterfremstillinger for simple geometriske objekter i plan og rum
  • Udregne og forklare areal og volumen for parameterfremstillinger
  • Anvende simple parameterfremstillinger eller andre repræsentationer til at konstruere trianguleringer af flader og rumlige områder og sammenligne de respektive arealer og volumener
  • Anvende grundlæggende kinematiske begreber til at analysere simple bevægelser i planen
  • Udregne og forklare betydningen af buelængde og krumning for plane kurver og for rumkurver
  • Anvende ekstrudering, offsetting, og projektion til konstruktion af nye geometriske objekter ud fra gamle
  • Anvende twisting, tapering, shearing, bending, og inversion på simple rumlige figurer
  • Analysere ovennævnte deformationer for så vidt overfladeareal, volumen, isoperimetri, krumning, etc.
  • Genkende og foreslå anvendelser af geometriske metoder indenfor arkitektur, mekaniske konstruktioner, etc.
  • Anvende de gennemgåede metoder og begreber på en selvvalgt simpel problemstilling - evt. fra en bred liste af udbudte projekt-opgaver - og præsentere overvejelserne i form af en rapport
Kursusindhold
Vektorer i plan og rum.

2x2 og 3x3 matricer.

Trekanter og tetraedre som grund-objekter.

Koordinattransformationer.

Matrix-deformationer.

Topologiske kombinationer i plan og rum.

Trianguleringer, parametriseringer, splines, og andre repræsentationer.

Simple kinematiske analyser vedrørende styrede bevægelser af figurer langs plane kurver og rumkurver, herunder rulninger og konstruktion af tuber.

Frenet-Serret basis, krumning og torsion for kurver.

Forskellige former for ekstrudering.

Konstruktion og deformation af flader og solider.

Gauss-krumning og middelkrumning af flader.

Projektopgaver fra anvendelser i f.eks. mekaniske konstruktioner, og 3D printning.
Litteraturhenvisninger
S. Markvorsen, [Noter].
Bemærkninger
Kurset giver et solidt grundlag for at forstå de geometriske operationer, der anvendes i forbindelse med FEM-modellering, maskinelement-design, og formgivning.
Sidst opdateret
04. maj, 2017