41521 Videregående svingnings- og stabilitetslære

2019/2020

Kursusinformation
Advanced vibration and stability analysis
Engelsk
10
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
F2 (man 13-17, tors 8-12)
Kun lige år
Campus Lyngby
Forelæsninger, demonstrationer, opgaveregning, øvelser, projektarbejde, seminarer
13-uger
Rapportaflevering sidste dag i eksamensperioden
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , intern bedømmelse
70306.70309
41560 / 41214 / 41514 / 62643 / 41237
Jon Juel Thomsen , Lyngby Campus, Bygning 404, Tlf. (+45) 4525 4294 , jjt@mek.dtu.dk
41 Institut for Mekanisk Teknologi
http://www.staff.dtu.dk/jjth/Teach...abilityAnalysis
I studieplanlæggeren
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