Overordnede kursusmål
At sætte deltagerne i stand til at vurdere, formulere, klassificere
og løse forskelligartede mekaniske svingnings- og
stabilitetsproblemer - herunder anvende avancerede og aktuelle
metoder, følge og vurdere relevant teknisk-videnskabelig
litteratur, samt kommunikere med specialister på området.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Identificere kilder til inerti, stivhed, energi-dissipation,
ydre belastning, ikke-linearitet og instabilitet for konkrete
mekaniske systemer.
- Benytte Newton's love, Lagrange's ligninger og
Hamilton's princip til bestemmelse af bevægelsesligninger for
lineære og ikke-lineære mekaniske systemer med endeligt eller
uendeligt mange frihedsgrader.
- Identificere potentielle dynamiske fænomener for konkrete
mekaniske systemer.
- Definere og løse egenværdiproblemer til bestemmelse af
egenfrekvenser og egensvingningsformer for lineariserede mekaniske
systemer med endeligt eller uendeligt mange frihedsgrader.
- Benytte teoretisk modalanalyse til approksimation /
diskretisering af bevægelsesligninger for lineære og ikke-lineære
mekaniske systemer med endeligt eller uendeligt mange
frihedsgrader.
- Benytte perturbationsmetoder til analyse af svagt ikke-lineære
systemer med få frihedsgrader.
- Benytte teoretisk og numerisk bifurkationsanalyse til analyse
af systemer med få frihedsgrader.
- Benytte computer-værktøjer til simulering og analyse af
ikke-lineære dynamiske systemer, herunder løsning af ikke-lineære
ordinære differentialligninger, frekvensspektre,
faseplans-diagrammer, Poincaré-afbildninger og
Lyapunov-eksponenter.
- Give praktisk anvendelige fortolkninger og vurderinger af
analytiske og numeriske resultater, herunder
frekvensrespons-diagrammer, faseplans-diagrammer,
Poincaré-afbildninger, Lyapunov-eksponenter, fraktal dimension og
bifurkations-diagrammer.
- Løse en større, realistisk opgave, som omfatter anvendelse af
næsten hele kursets pensum på et afgrænset fysisk system.
- Udfærdige skriftlige opgaveløsninger og rapporter som er
strukturerede, fyldestgørende, kortfattede, klare, kritisk
vurderende / konkluderende, og i øvrigt i overensstemmelse med god
skik for skriftlig fremstilling indenfor fagområdet.
Kursusindhold
Statisk og dynamisk stabilitet af pendul-systemer, søjler,
bjælkesøjler, rotorer, og rør med strømmende medier. Generel
egenværditeori for mekanikkens svingnings- og stabilitetsproblemer.
Diskretisering af kontinuerte systemer. Instationære systemer.
Parametriske systemer.
Mekaniske ikke-lineariteter, ikke-lineære svingninger og fænomener
(f.eks. super- og subharmonisk resonans, intern resonans, modal
interaktion, mætning, amplitude-spring, multi-løsninger).
Postkritisk analyse: perturbationsmetoder og bifurkationsteori,
lokal geometrisk teori og modelreduktion. Kaos-teori for mekaniske
systemer. Effekter af højfrekvent excitation. Vibrostød.
Computersimulering.
Litteraturhenvisninger
[1] J.J. Thomsen: "Vibrations and Stability: Advanced Theory,
Analysis, and Tools", Springer.
[2] J.J. Thomsen, "Vibrations and Stability: Solved
Problems", Technical university of Denmark, Dept. Mech. Eng.,
20xx.
Sidst opdateret
01. maj, 2019