41522 Videregående dynamik og svingninger

2020/2021

Kursusinformation
Advanced dynamics and vibrations
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
F2A (man 13-17)
Campus Lyngby
Forelæsninger, demonstrationer, opgaveregning, øvelser, projektarbejde
13-uger
Rapportaflevering sidste dag i eksamensperioden.
Bedømmelse af opgave(r)/rapport(er)
I sidste halvdel af undervisningsperioden arbejdes der, sideløbende med forelæsninger om nyt stof, på en projektopgave, som kræver anvendelse af næsten hele kursets pensum på et afgrænset fysisk system. Rapporten udarbejdes individuelt, og afleveres som eneste eksamensgrundlag sidste dag i eksamensperioden.
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , intern bedømmelse
41521
41560 / 41214 / 41514 / 62643 / 41237 / 41564 , Kursus i grundlæggende svingningslære
Jon Juel Thomsen , Lyngby Campus, Bygning 404, Tlf. (+45) 4525 4294 , jjt@mek.dtu.dk
Jakob Søndergaard Jensen , Tlf. (+45) 4525 4280
41 Institut for Mekanisk Teknologi
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 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.
  • Opstille 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 simpel bifurkationsanalyse for systemer med én frihedsgrad.
  • Benytte eksisterende computer-programmer 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 vurderinger af frekvensrespons-, faseplans- og bifurkations-diagrammer.
  • 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 for elastiske mekaniske strukturer. 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. Continuation metoder. Computersimulering. Teknisk videnskabelig rapportering.
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
07. maj, 2020