Mechanika soustav těles

Studijní plán: Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující, platný od ZS 2021/2022

Předmět Mechanika soustav těles (MST)
Garantuje Katedra technických studií (KTS)
Garant doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.
Jazyk česky
Počet kreditů 5
Prezenční studium
Přednáška2 h
Cvičení2 h
Kombinované studium
Tutoriál / přednáška8 h
Cvičení8 h
Studijní plán Typ Sem. Kred. Ukon.
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující kombi, platný od ZS 2021/2022 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující kombi, platný od ZS 2022/2023 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující, platný od ZS 2021/2022 P 2 5 kr. Z,ZK
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - navazující, platný od ZS 2022/2023 P 2 5 kr. Z,ZK

Sylabus

  • 1. Opakování základních pojmů mechaniky. Kinematika bodu. Úhlová rychlost a zrychlení, vektor úhlové rychlosti a zrychlení. Obvodová rychlost, zrychlení tečné a normálové zrychlení. Coriolliosovo zrychlení a Résalovo zrychlení při relativních pohybech.
  • 2. Vazby těles a stupně volnosti. Opakování problematiky vazeb, reakce vazeb. Základní mechanismy a pojmy mechaniky soustav těles, převodový poměr.
  • 3. Základní věty a zákony mechaniky hmotného bodu. Newtonovy zákony. Časová změna hybnosti. Impulzová věta, Impakt těles. Mechanická práce, potenciální energie, kinetická energie. Věta o změně mechanické energie. Zákon zachování mechanické energie.
  • 4. Základní věty a zákony mechaniky soustavy hmotných bodu a tělesa. Hybnost tělesa a moment hybnosti, moment setrvačnosti. Klasifikace pohybů tělesa (Posuvný, rotační a sféricky pohyb ), Základní rozklad. Kinetická energie tělesa, Konigova věta. Základní vety dynamiky soustavy hmotných bodu a tělesa. Časová změna hybnosti, časová změna momentu hybnost. Impulzové věty, další věty dynamiky soustav těles
  • 5. Metoda uvolňovaní ve statice a dynamice. Princip virtuálních prací ve statice a dynamice.
  • 6. Dynamika rotačního pohybu - Vyvažování hřídelů
  • 7. Kinematika prostorových mechanismu. Definice polohy tělesa a souřadnicové systémy. Transformace souřadnicového systému. Transformační matice - posuvu a rotace. Skládání pohybů. Matice rychlostí a úhlové rychlosti. Matice zrychlení. Aplikace pro kinematické řetězce - otevřený a uzavřený
  • 8. Eulerovy úhly, Eulerovy kinematické rovnice. Dynamika sférického pohybu - setrvačník
  • 9. Metoda redukce v dynamice, příklady metoda redukce. Lagrangeovy rovnice 2. druhu. Ukázka - kyvadlo, systém pružin, dvojité kyvadlo
  • 10. Lagrangeovy multiplikatory, Dynamika těles s vazbami a Lagrangeovy multiplikatory, Lagrangeovy rovnice smiseneho druhu, Smíšené algebro-diferenciální rovnice a jejich řešení a stabilizace
  • 11. Volné lineární kmitaní s 1 stupněm volnosti. Vynucené kmitání s 1 stupněm volnosti. Tlumené volné a vynucené kmitáni
  • 12. Volné lineární kmitáni s více stupni volnosti, tvary kmitů
  • 13. Vynucené lineární kmitaní s více stupni volnosti. Princip superpozice a modální transformace.
  • 14. Úvod do MKP v dynamice

Doporučená literatura

  • Valášek M. a kol.: Mechanika A, Vydavatelství ČVUT, Praha 2007 - skripta. (v knihovně VŠPJ)
  • Valášek M. a kol.: Mechanika B, Vydavatelství ČVUT, Praha 2006 - skripta. (v knihovně VŠPJ)
  • M. Okrouhlík - Mechanika tuhých těles s Matlabem, Vysoká škola polytechnická JIhlava, 2020, text ve formátu pdf na siti.
  • V. Stejskal, M. Okrouhlík, Kmitání v Matlabem, Vydavatelství ČVUT, Praha, 2002, text ve formátu pdf na siti.
  • Grepl R. Kinematika a dynamika mechatronickych systémů, CERM, Brno, 2007.
  • Shabana A., Computational dynamics, John Wiley, 2010

Anotace

Cílem předmětu Mechanika soustav těles je představit studentům pokročilé koncepty kinematického a dynamického modelování a analýzy chování mechanismů a strojů.

Znalosti: Student se orientuje v problematice mechaniky soustav těles a řešení jejich kinematických a dynamických veličin.

Dovednosti: Student umí aplikovat obecné zásady analýzy a syntézy mechanismů tvořených otevřenými nebo uzavřenými řetězci.   Obecné způsobilosti: Studenti mají znalosti mechaniky pevných těles a mechatronických systémů. Umí navrhnout a modelovat mechanické systémy. Posílí si znalosti mechaniky a mechatroniky, rozšíří si technické znalosti.

^ nahoru ^