Dynamika układów wieloczłonowych I

Charakterystyka przedmiotu

Materiały do pobrania

Wymagania wstępne

• Znajomość algebry, geometrii, analizy matematycznej w zakresie wykładanym na wcześniejszych latach studiów.
• Znajomość mechaniki w zakresie wykładanym na wcześniejszych latach studiów.
• Posiadanie podstawowej wiedzy i umiejętności w zakresie metod numerycznych i języków programowania.

Cele przedmiotu

• Przygotowanie do samodzielnego formułowania i rozwiązywania zagadnień z dziedziny układów wieloczłonowych.
• Przygotowanie do korzystania z profesjonalnego oprogramowania inżynierskiego w zakresie modelowania układów wieloczłonowych.

Program przedmiotu

Wykład i ćwiczenia

• Położenie i orientacja członów w przestrzeni. Matematyczny opis układu wieloczłonowego w różnych współrzędnych.
• Ruchliwość i więzy nadmiarowe. Niezależność więzów, usuwanie więzów nadmiarowych.
• Pary kinematyczne i równania więzów. Więzy kierujące. Obliczanie macierzy Jacobiego.
• Sformułowanie i rozwiązanie zagadnienia kinematyki. Składanie mechanizmu. Konfiguracje osobliwe.
• Algorytm i struktura programu do zautomatyzowanej analizy kinematycznej mechanizmów.
• Siły i momenty sił. Równania ruchu członu sztywnego.
• Równania ruchu układu wieloczłonowego. Reakcje więzów.
• Zadania odwrotne i proste dynamiki. Stabilizacja więzów. Struktura programu do zautomatyzowanej analizy dynamicznej mechanizmów.
• Metody całkowania równań ruchu w postaci RRZ (równań różniczkowych zwyczajnych) i RRA (równań różniczkowo-algebraicznych)
• Sprawdzian zaliczeniowy.

Laboratorium

• Wprowadzenie do modelowania kinematyki i dynamiki układów wieloczłonowych. Podstawy obsługi pakietu ADAMS.
• Modelowanie członów i par kinematycznych.
• Modelowanie sił. Uruchamianie symulacji. Przetwarzanie i prezentacja wyników.
• Parametryzacja modelu układu wieloczłonowego. Obliczenia optymalizacyjne.
• Podstawy modelowania sił kontaktu. Wykorzystanie funkcji stanu.
• Modelowanie mechanizmu krzywkowego. Zaawansowane modelowanie sił kontaktu.
• Analiza mechanizmów z więzami nadmiarowymi. Wyznaczanie reakcji w parach kinematycznych.
• Składanie mechanizmu i narzucanie warunków początkowych. Linearyzacja modelu.

Zalecane lektury

• Frączek J., Wojtyra M.: Kinematyka układów wieloczłonowych. Metody obliczeniowe. WNT, 2008.
• Wojtyra M., Frączek J.: Metoda układów wieloczłonowych w dynamice mechanizmów. Ćwiczenia z zastosowaniem programu ADAMS. OWPW, 2007.
• Nikravesh P.E.: Computer-Aided Analysis of Mechanical Systems. Prentice Hall, 1988.
• Haug E.J.: Computer-Aided Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems. Volume I: Basic Methods, Allyn and Bacon, 1989.
• Garcia de Jalon J., Bayo E.: Kinematic and Dynamic Simulation of Multibody Systems. Springer-Verlag, 1994.

Materiały do pobrania