Rakenteiden mekaniikka (5op)

Arviointiasteikko

1-5

Sisällön jaksotus

-

Tavoitteet

Opiskelija osaa sauvarakenteiden elementtimenetelmän teoreettiset perusteet. Opiskelija osaa määrittää elementtimenetelmällä sauvarakenteiden siirtymä- ja rasitustilan. Opiskelija osaa käyttää stabiiliusteoriaa rakenteiden kriittisen kuorman sekä toisen kertaluvun mukaisten vaikutusten määrittämiseen. Opiskelija osaa rakenteiden dynamiikan perusteet lähtökohtana rakenteiden värähtelymitoitukseen.

Sisältö

Sauvarakenteiden elementtimenetelmä
• Laskentamallin muodostaminen
• Vapausasteet
• Jäykkyysmatriisit
• Kuormitusvektorit
• Laskentamallia vastaavan lineaarisen yhtälöryhmän ratkaiseminen ja ratkaisun hyödyntäminen siirtymä- ja rasitustilan selvittämiseksi
Rakenteiden stabiilius
• Toisen kertaluvun mukainen tarkastelu
• Kriittinen kuorma nurjahduksessa ja kiepahduksessa
• Elementtimenetelmä stabiiliustehtävissä: geometrinen jäykkyysmatriisi
• Ominaisarvotehtävä: ominaisarvot ja ominaisvektorit.
• Muotovirheen huomiointi laskentamallissa
Rakenteiden dynamiikka
• Yhden vapausasteen värähtelijä: ominaistaajuus, vapaa ja vaimennettu ominaisvärähtely
• Pakkovärähtelijä ja sen vaste rakenteeseen kohdistuvaan herätteeseen
• Useamman vapausasteen värähtelijä: systeemin ominaistaajuudet ja ominaismuodot
• Elementtimenetelmä värähtelytehtävissä: massamatriisit ja vaimennusmatriisi
• Jatkuvat systeemit: palkin ominaistaajuudet

Oppimateriaalit

- Opettajan materiaali
- Salmi, T. & Kuula, K. 2012. Rakenteiden mekaniikka. Pressus Oy.
- Salmi, T. & Virtanen, S. 2006. Dynamiikka. Pressus Oy
- Timishenko, S.P. & Gere, J.M. 2009. Theory of Elastic Stability. Dover.

Opetusmenetelmät

Luennot, laskuharjoitukset ja harjoitustyöt.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

-

Kansainvälisyys

-

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

-

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Kokonaiskuormitus 135 h, josta lukujärjestyksen mukaista opetusta 40 h.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija on osallistunut kontaktitunneille. Opiskelija on lukenut annetut materiaalit ja tehnyt pakolliset tehtävät vähimmäisvaatimusten mukaisesti. Opiskelija on läpäissyt lopputentin.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija on osallistunut kontaktitunneille. Opiskelija on lukenut annetut materiaalit ja tehnyt pakolliset tehtävät hyvin. Opiskelija on suoriutunut lopputentistä osoittaen opintojaksolla opetettujen asioiden hyvää soveltamiskykyä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija on osallistunut kontaktitunneille ja osoittanut niillä aktiivisuutta. Opiskelija on lukenut annetut materiaalit ja tehnyt pakolliset tehtävät osoittaen kiitettävää teorian soveltamiskykyä. Opiskelija on osoittanut lopputentissä osaavansa soveltaa teoriaa annettujen tehtävien ratkaisemiseen kiitettävästi.

Esitietovaatimukset

Matematiikan opinnoista hyvät tiedot algebrasta ja geometriasta, tavallisista differenti-aaliyhtälöistä sekä matriisilaskennan perusteista. Rakenteiden mekaniikan perusopinnoista statiikan ja lujuusopin perusteiden hyvä hallinta.

Lisätiedot

-