41514 Maskindynamik
2024/2025
Overordnede kursusmål
At sætte deltagerne i stand til: a) at analysere og beregne de
dynamiske påvirkninger og svingninger, der opstår i maskintekniske
konstruktioner, b) på baggrund af pkt. a) at kunne anvende og
udvikle maskindynamiske beregningsmetoder til brug ved konstruktion
og dimensionering af maskiner, c) at følge og vurdere den tekniske
faglitteratur på området.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Udarbejde mekaniske samt matematiske modeller og implementere
dem i beregningsprogrammer, med henblik på at simulere de dynamiske
forhold i roterende maskiner, mekanismer og strukturer.
- Arbejde med multi legeme systemer (MLS) og anvende finite
element metoden (FEM) til at beskrive dynamiske forhold for stive
såvel som fleksible maskinkomponenter.
- Forstå sammenhængen mellem forskellige emner som dynamik,
svingningslære, eksperimentel mekanik, maskinelementer, signal
behandling, fluiddynamik, magnetisme, reguleringsteknik og numerisk
analyse.
- Anvende denne sammenhæng til at bestemme bevægelsesligningernes
differentielligningskoefficienter, som enten kan være konstante
eller afhænge af maskinens omdrejningshastighed.
- Bestemme de dynamiske koefficienter for forskellige
hydrodynamiske lejetyper.
- Arbejde med dæmpede (ikke symmetriske) gyroskopiske systemer og
udregne egensvingningsformer egenfrekvenser og dæmpningsfaktorer
som funktion af omdrejningshastigheden, med henblik på at bestemme
kritiske hastigheder og stabilitetsgrænser.
- Forstå principperne bag eksperimentelle dynamiske forsøg samt
anvendelse af sensorer og aktuatorer - herunder bl.a.
accelerometre, forskydnings- og krafttransducere samt
elektromagnetiske bevægelsesaktuatorer.
- Forstå de signalbehandlings og -analyse teknikker som gør det
muligt, at verificiere matematiske modeller (digital twins) og
evaluere maskinfunktionsfejl/svigt ud fra eksperimentel data.
- Forstå samt anvende signalbehandlingsteknikker til at opnå
auto- og krydskorrelationsfunktioner, power- og
cross-power-spectral-density-funktioner, frekvensresponsfunktioner
og coherence-funktioner (digitalisering)
- Validere matematiske modeller basseret på Eksperimentel Modal
Analyse (EMA).
- Tage højde for simplificerende antagelser og begrænsninger ved
de anvendte teoretiske og eksperimentelle metoder (MLS, FEM, EMA),
samt at forudsige mulige konsekvenser for dynamisk overførsel af
roterende og fleksible maskindele.
- Anvende tekniske betegnelser til, at skrive forståelige og
sprogligt strukturerede tekniske rapporter, med eksakte
beskrivelser af teoretiske og eksperimentelle procedurer, herunder
beskrive fysiske sammenhænge og evaluering af resultater.
Kursusindhold
Metoder gennemgås til analytisk og numerisk behandling af
maskinkonstruktioners og maskindeles respons under periodiske,
transiente og stokastiske påvirkninger (impedans begrebet,
modalmetoden, FEM metode, transfer metoder). Numeriske metoder
opstilles til beregning af torsionale og laterale svingninger af
rotorer (optimalisering af dæmpere, ubalancesvingninger,
afbalancering, ustabilitet). Eksempler på selvinducerede
svingninger og dynamisk ustabilitet gennemgås. Grundlaget for
svingningsanalyse og behandling af svingningsdata gives med det
formål at bygge "digital twins" og
overvåge/diagnosticere maskinfunktionsfejl/svigt indenfor
rammerne af industri 4.0.
Sidst opdateret
02. maj, 2024