Teknisk modellering: Bärverksanalys VSMF05 Kursprogram 2012
Inledning Kursens syfte är att ge kunskaper om att välja fysikaliskt riktiga modeller samt att använda dessa för att lösa ingenjörsproblem. Huvudfokus ligger på analys av bärverk bestående av balkar och stänger, men det generella i fysiken och analysmetoderna understryks genom att även flera endimensionella flödesproblem som värmeledning, diffusion och grundvattenströmning behandlas i kursen. Analys av stänger, balkar, fackverk och ramar tillhör de vanligaste beräkningsuppgifterna för en konstruktör. Kursen ger träning i att både teoretiskt modellera och konstruktivt förstå fackverk och ramar. Med utgångspunkt i enkla strukturelement stänger, balkar, fjädrar modelleras avancerade fackverks- och ramkonstruktioner. Med element-metodik analyseras sedan dessa konstruktioner med avseende på deformationer och kraftfördelningar, bärförmåga och stabilitet. Analysmetodiken passar lika bra för endimensionell värmeledning, rörströmning, elektriska kretsar, med flera problem, vilket visas i några enkla exempel. Den konstruktiva förståelsen tränas via diskussioner kring verkliga och beräknade konstruktioner, och sätts praktiskt på prov. Litteratur Dahlblom O och Olsson K-G: Strukturmekanik modellering och analys av ramar och fackverk. Studentlitteratur AB, Lund 2010, ISBN: 9789144068947. Säljs av KFS. Austrell P-E, Dahlblom O, Lindemann J, Olsson A, Olsson K-G, Persson K, Petersson H, Ristinmaa M, Sandberg G, Wernberg P-A: CALFEM A finite element toolbox. Version 3.4. Studentlitteratur AB, Lund 2004. ISBN: 9789188558237. Säljs av KFS. (Boken är tillåtet hjälpmedel vid tentamen) Inlämningsuppgifter I kursen ingår obligatoriska inlämningsuppgifter. Dessa ska vara logiskt uppställda, kortfattade samt snyggt och prydligt redovisade. Att kunna lämna ifrån sig tydliga och lättlästa redovisniningar är en lika viktig ingenjörsegenskap som att kunna formulera modeller och att räkna rätt. För de flesta av den här kursens inlämningsuppgifter innebär redovisningen tre delar: förutsättningar en figur med last och geometri, en figur som visar beräkningsmodellen med element och frihetsgrader, en tabell som anger material- och tvärsnittsdata samt en kommentar om vilka upplagsvillkor som gäller. I några fall kan de valda förutsättningarna kräva en förklaring eller en motiverande beräkning. beräkningar snyggt uppställda handberäkningar eller en kommenterad diary-fil med CALFEMkommandon och svar (använd echo on och semi-kolon). Det är lämpligt med både redovisning av beräkningsgång och resultatutskrifter i samma diary-fil se de redovisade exemplen i Users manual i CALFEM. redovisning av resultat det är viktigt att de efterfrågade resultaten lyfts fram på ett tydligt och överskådligt sätt. Snittkraftsdiagram, förskjutningsfigurer, etc. ger en bättre bild av resultatet än en lista med resultatutskrifter.
I några uppgifter ska en utvärdering (sammanfattning) göras. I denna diskuteras hur resultaten påverkas av valda förutsättningar (vald beräkningsmodell), eller hur resultaten klarar uppställda krav. Eventuella förslag till förbättringar av konstruktionen kan diskuteras. Tänk så här: den som granskar inlämningsuppgiften sitter som chef på ett konsultföretag. Du får ett enkelt beräkningsuppdrag. Du lämnar in resultatet, och chefen ska direkt kunna skicka resultatet vidare till en kund. Handskrivet och snyggt textat är helt OK. Väsentligheter lyfts fram. Datorberäkningar är alltid bilagor. Inlämningsuppgifterna redovisas enskilt eller i grupp om maximalt två studenter och lämnas in senast vid den tidpunkt som anges i läsanvisningarna. Laboration I kursen ingår en laboration som innebär praktiskt byggande. Förutsättningarna delas ut 2012-01-31, varefter arbetet omedelbart kan påbörjas. Laborationen utförs i grupper om 6 8 personer. Redovisning kommer att äga rum den 2012-02-23. Examination För att erhålla slutbetyg i kursen krävs godkänd tentamen, godkända inlämningsuppgifter samt godkänd laboration. Tentamen är skriftlig, och består av 6 8 uppgifter. Tillåtna hjälpmedel är CALFEM-manual och räknare. Maximalt kan 60 poäng erhållas, varav 30 poäng erfordras för godkänt. Det ordinarie tentamenstillfället är onsdag 2012-03-07 kl 14-19 i Kår:Gasq (Kårhusets Gasquesal). Under förutsättning att tentamen är godkänd kan maximalt en bonuspoäng från varje inlämningstillfälle få läggas till tentamensresultatet. En förutsättning för dessa bonuspoäng är rätta eller nästan rätta, välskrivna och i tid inlämnade inlämningsuppgifter. Maximalt 5 bonuspoäng kan erhållas. Den sammanlagda bonuspoängen avrundas till närmaste heltal och kan endast tillgodoräknas vid det ordinarie tentamenstillfället. Slutbetyg ges enligt följande skala: 30 39 poäng ger betyget 3 40 49 poäng ger betyget 4 50 65 poäng ger betyget 5 Lärare Ola Dahlblom 046 222 95 07 Ola.Dahlblom@construction.lth.se Maria Fröling 046 222 03 19 Maria.Froling@construction.lth.se Byggnadsmekaniks hemsida: http://www.byggmek.lth.se
Tidplan Vecka veckodag datum tid lokal undervisning avsnitt 3 Tisdag 120117 08-10 V:C Föreläsning 1, 2 Tisdag 120117 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 1, 2 Torsdag 120119 13-15 V:C Föreläsning 3 Torsdag 120119 15-17 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 3 4 Tisdag 120124 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 3 Torsdag 120126 13-15 V:C Föreläsning 4 Torsdag 120126 15-17 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 4 5 Tisdag 120131 08-10 V:C Föreläsning 4 Tisdag 120131 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 4 Torsdag 120202 15-17 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 4 6 Tisdag 120207 08-10 V:C Gästföreläsning 5 Tisdag 120207 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 5 Torsdag 120209 13-15 V:C Föreläsning 5 Torsdag 120209 15-17 V:Datlab 1, Q2, R1 Övning 5 7 Tisdag 120214 08-10 V:C Föreläsning 6, 8 Tisdag 120214 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 6 Torsdag 120216 13-15 V:Datlab 2, Q1, Q2 Övning 8 8 Tisdag 120221 08-10 V:C Föreläsning 9, 10 Tisdag 120221 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning 9, 10 Torsdag 120223 13-17 V:A Redovisning av laboration 9 Tisdag 120228 10-12 V:Datlab 1, Q1, Q2 Övning Repetition Torsdag 120301 13-15 V:Datlab 2, Q1, Q2 Övning Repetition
Läsanvisningar De övningsuppgifter som anges med enbart siffror är uppgifter i kursboken. Uppgifter med beteckning som inleds med ex finns i CALFEM-manualen. Fet stil anger uppgifter som löses med hjälp av CALFEM. De uppgifter som anges utan parentes löses i första hand. Avsnitt Uppgifter 1. Matrisalgebra 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, exi1, exi2, exi3, exi4, exi5, exi6 2. System av kopplade fjädrar 2-1, 2-3, 2-4, exs1, 2-2 3. Stänger och fackverk (3-1), 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11, exs3, 3-12 4. Balkar och ramar (4-1), (4-2), (4-3), 4-4, (4-5), 4-6, (4-7), 4-8, exs6, 4-9, 4-10, 4-11, exs7, 4-12, 4-13 5. Modellering på systemnivån 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, 5-5, 5-6, (5-7), 5-8, (5-9), 5-10 6. Fjädrande upplag 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5, 6-6 8. Flöden i nätverk 8-1, exs2, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 9. Geometrisk ickelinjäritet 9-1, 9-2, (1-7), 9-3, 9-4, 9-5, exn1, 9-6, 9-7, 9-8 10. Materiell ickelinjäritet 10-1, 10-2, 10-3, 10-4 Repetition - Inlämningsuppgifter: Lämnas in senast: 2-1, 2-2 2012-01-24 kl 10.15 3-11, 3-12 2012-01-31 kl 08.15 4-8, 4-9 2012-02-09 kl 13.15 4-13, 5-10 2012-02-16 kl 13.15 8-5, 9-6, 9-7, 9-8 2012-02-28 kl 12.00