MTH601 Datorizētā mehānisko sistēmu analīze

Kods MTH601
Nosaukums Datorizētā mehānisko sistēmu analīze
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Doktora, Akadēmiskais
Tematiskā joma Mehānika, mašīnzinības, mašīnu un aparātu būvniecība
Struktūrvienība Būvniecības un mašīnzinību fakultāte
Mācībspēks Jānis Auziņš, Aleksandrs Januševskis
Kredītpunkti 10.0 (15.0 ECTS)
Daļas 1
Anotācija Matricu metodes mehānismu kinemātikā un dinamikā. Saišu metode planāru kinemātisko shēmu analīzei. Rotācijas, prizmatiskie, zobratu, izciļņa un un pāri ar divām brības pakāpēm planārā gadījumā. Kinemātisko shēmu apraksta formalizācija. Automātiska vienādojumu veidošana ģeometriskajai, kinemātiskajai un dinamiskajai analīzei. Iteratīva lineāro vienādojumu sistēmu risināšana. Inerces tenzori. Virtuālais darbs un Lagranža vienādojumi. Tiešie un apgrieztie ģeometrijas,statikas, kinemātikas un dinamikas uzdevumi. Planāru sistēmu dinamika. Inerces matricas. Arējiem spēkiem un iekšējiem dzinēju spēkiem un momentiem atbilstošo vispārināto spēku aprēķins. Sakarība starp cieta ķermeņa translācijas ātrumu, leņkātrumu un vispārinātajiem ātrumiem. Ātrumu analogu matricas. Vienkāršākie tiešo un apgriezto uzdevumu piemēri. Koši problēmas risināšanas skaitliskās metodes.Integrēšanas metožu precizitāte un stabilitāte. Baumgarta saišu stabilizācijas metode diferenciāl-algebrisku vienādojumu sistēmu risināšanai. Cieta ķermeņa kinemātika telpā. Kostīgās koordinātu sistēmas. Eilera leņķi un Eilera parametri. Rodrigesa formula. Translācijas un leņķiskais ātrums un paātrinājums. Sakars starp ātrumiem un Eilera parametru atvasinājumiem..
Telpisku sistēmu kinemātiskā analīze. Vienkāršākās kinemātiskās saites. Koordinātu sistēmas šarnīru definēšanai. Denavita-Hartenberga notācija. Rotācijas, prizmatisko, cilindrisko, sfērisko savienojumu saites. Saistītu telpisku sistēmu kustības vienādojumi. Telpiskā gadījuma ārējiem spēkiem un iekšējiem dzinēju spēkiem un momentiem atbilstošo vispārināto spēku aprēķins. Reakcijas spēku un Lagranža reizinātāju aprēķins. Līdzstrāvas, maiņstrāvas elektromotoru, iekšdedzes un dīzeļdzinēju dinamikas modeļi. Vadības sistēmu dinamiskie modeļi: PID regulatori..
2D modelēšanas programmatūra: Working model 2D.
3D modelēšanas programmatūra MSC ADAMS: ADAMS View, ADAMS Car, ADAMS Chassis, ADAMS Driveline, ADAMS Engine, ADAMS Flex.
Parametriskā optimizācija, identifikācija un datoreksperimentu plānošana..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Mašīnu analīzes uzdevumu klasifikācija. Tiešie un apgrieztie mehānismu ģeometrijas, kinemātikas un dinamikas uzdevumi. 6 0 0 0
Matricu metodes mehānikā. Vektoru operācijas matricu formā. Cieta ķermeņa koordinātes, ātrumi un paātrinājumi. 8 0 0 0
Eilera leņķi, Eilera parametri, pagriezienu matricas, to atvasinājumu sakars ar leņķātrumu vektoru. Inerces tenzori. 8 0 0 0
Ņūtona-Eilera vienādojumi matricu formā. 6 0 0 0
Kinemātiskie pāri, kinemātiskās ķēdes, saišu vienādojumi. Rotācijas, translācijas, cilindriskie, kardāna, u.c. šarnīri. 8 0 0 0
Kinemātiskās ķēdes. Noslēgti kinemātiskie kontūri. Brīvības pakāpes. Vispārinātās koordinātas. 8 0 0 0
Lagranža 2. veida dinamikas vienādojumi matricu formā. 6 0 0 0
Diferenciālvienādojumu risināšanas skaitliskās metodes, to pielietojums mehānismu dinamikā. 8 0 0 0
Mehānismi ar mainīgu struktūru. Singularitāte. Statiski nenoteicamas sistēmas. 8 0 0 0
Mašīnu struktūras apraksta formalizācija. Denavita-Hartenberga notācija. 8 0 0 0
Viskozās un sausās berzes ievērošana. Mehānisma locekļu kontakta modelēšanas metodes. 6 0 0 0
Spēku un reakciju aprēķins kinemātiskās ķēdēs. Planāru un telpisku kopņu aprēķins. 8 0 0 0
Datoranalīzes programmas: WorkingModel 2D, MSC ADAMS, Altair Hyperworks. 8 0 0 0
Dinamikas analīzes programmatūras sakars ar virtuālās prototipēšanas programmām SolidWorks, AutoCad, Altair, Catia. 8 0 0 0
Vadāmas mehāniskas sistēmas, piedziņas un vadības sistēmu struktūrshēmas. 8 0 0 0
Piedziņas un vadības sistēmu apraksta formalizācija. Elektromotoru, iekšdedzes un dīzeļdzinēju to dinamikas ievērošana. 8 0 0 0
Kinemātisko saišu ievērošanas metodes: diferenciāl-algebriskie vienādojumi, aizvietošana ar spēku saitēm. 8 0 0 0
Saišu vienādojumu atvasināšana un stabilizācija. Metožu precizitāte un stabilitāte, cietas sistēmas. 8 0 0 0
Locekļu elastības un šarnīru spēles ievērošana. Elastīgu modeļu imports no GE programmatūras (ANSYS, SolidWorks) 8 0 0 0
Mehānismu modelēšana, ievērojot periodiskas un gadījuma slodzes. 8 0 0 0
Mašīnu optimizācija, parametru identifikācija: EDAOpt, ADAMS Insight. Dinamikas datoreksperimentu plānošana un analīze. 8 0 0 0
Kopā: 160 0 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs 		Dot pamatzināšanas par mehānismu un mašīnu analīzi, izmantojot datortehniku. Dot izpratni par mehānismu kinemātisko shēmu uzbūvi, mobilitāti un funkcionalitāti Dot zināšanas par cieta ķermeņa dinamiku kinemātiskajās ķēdēs. Dot zināšanas par tiešajiem un apgrieztajiem kinemātikas un dinamikas uzdevumiem. Dot zināšanas par mašīnu dinamikas modelēšanā lietojamām skaitliskās integrēšanas metodēm. Dot zināšanas par dzinēju un vadības sistēmas dinamikas ievērošanu mašīnu modelēšanā Iemācīt pielietot komerciālo programmatūru plakanu un telpisku mehānismu kinemātikas un dinamikas analīzei. Dot zināšanas, kā veikt mehānismu un mašīnu analīzi un kā noformēt tās rezultātus.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana 		Zināšanas vektoru un matricu pielietojumam mehānismu analīzē. - Jautājumi eksāmenā
Zināšanas par mašīnu konstrukciju pamatelementiem. - Jautājumi eksāmenā
Spēja veikt mehānismu kinemātisko analīzi. - Patstāvīgais darbs
Spēja veikt mašīnu dinamikas modelēšanu. - Patstāvīgais darbs
Spēja orientēties skaitliskās integrēšanas metodēs un citās skaitlisko risinājumu iegūšanas metodēs - Patstāvīgais darbs
Māka lietot programmatūru inženierproblēmu risināšanā: diferenciālvienādojumu risināšanā, lineāru algebrisku vienādojumu sistēmu risināšanā un īpašvērtību analīzē - Patstāvīgais darbs
Spēja veikt planāru mehānismu modelēšanu, lietojot vispārinātās koordinātas un diferenciāl-algebriskos vienādojumus. - Patstāvīgais darbs
Spēja veikt telpisku mehānismu dinamikas analīzi, lietojot saišu vektorus un diferenciāl-algebriskos vienādojumus. - Kursa darbs
Spēja izveidot un pielietot mašīnu matemātiskos modeļus. - Jautājumi eksāmenā
Spēja veikt mašīnu parametrisko optimizāciju. - Kursa darbs
Māka lietot komerciālo mehānismu analīzes programmatūru un izpratne, kā strādā tajās realizētās metodes. - Kursa darbs
Priekšzināšanas Matemātika. Mehānika. Fizika. Maģistrantūras vai pamatstudiju kurss par mehānisku sistēmu datorizēto analīzi.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP EKPS Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 10.0 15.0 6.0 6.0 0.0 *
Pieteikties uz šo kursu
[Kursa apraksts PDF formātā]