Teknisk modellering: Bärverksanalys VSM150 Kursprogram 2008
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. Byggnadsmekanik, LTH, Lund 2008. 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. KFS i Lund AB, Lund 2004. 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 den numeriska modellen 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 samt 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, deformationsfigurer, 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 rättar 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 2008-11-10, varefter arbetet omedelbart kan påbörjas. Laborationen utförs i grupper om 8-10 personer. Redovisning kommer att äga rum den 2008-12-05. 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 tisdag 2008-12-16 kl 14-19 i MA9A och MA9B. 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 50-60 poäng ger betyget 5 Lärare Ola Dahlblom 046 222 95 07 ola.dahlblom@byggmek.lth.se Henrik Danielsson 046 222 46 89 henrik.danielsson@byggmek.lth.se Pia Johansson v04.pia.jo@student.lth.se Byggnadsmekaniks hemsida: http://www.byggmek.lth.se
Tidplan Vecka veckodag datum tid lokal undervisning avsnitt 44 Tisdag 081028 08-10 V:A Föreläsning 1, 2 Tisdag 081028 10-12 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 1, 2 Fredag 081031 08-10 V:A Föreläsning 3 Fredag 081031 10-12 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 3 45 Tisdag 081104 10-12 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 3 Fredag 081107 13-15 V:A Föreläsning 4 Fredag 081107 15-17 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 4 46 Måndag 081110 10-12 V:B Föreläsning 4 Tisdag 081111 08-10 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 4 Fredag 081114 13-15 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 4 47 Tisdag 081118 13-15 V:A Gästföreläsning 5 Tisdag 081118 15-17 V:Datlab 3-4, O1, O2 Övning 5 Fredag 081121 13-15 V:A Föreläsning 5 Fredag 081121 15-17 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 5 48 Tisdag 081125 13-15 V:A Föreläsning 6, 8 Tisdag 081125 15-17 V:Datlab 3-4, O1, O2 Övning 6 Fredag 081128 13-15 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning 8 49 Tisdag 081202 13-15 V:A Föreläsning 9, 10, 11 Tisdag 081202 15-17 V:Datlab 3-4, O1, O2 Övning 10, 11 Fredag 081205 13-17 V:A Redovisning av laboration 50 Tisdag 081209 10-12 V:Datlab 3-4, O1, O2 Övning Repetition Fredag 081212 10-12 V:Datlab 3-4, P1, P2 Övning Repetition
Läsanvisningar De övningsuppgifter som anges med enbart siffror är uppgifter i kurskompendiet. Uppgifter med beteckning som inleds med ex finns i CALFEM-manualen. Fet stil anger uppgifter som löses med CALFEM. Avsnitt Uppgifter 1. Matrisalgebra 1-1, 1-2, 1-3, 1-4, 1-5, 1-6, exi1, exi2, exi3, exi4, exi5, exi6 2. Diskreta system 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 ramverk 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), 5-11 6. Fjädrande upplag 6-1, 6-2, 6-3, 6-4, 6-5, 6-6, 6-7 8. Flöden i nätverk 8-1, exs2, 8-2, 8-3, 8-4, 8-5 9. Ickelinjär strukturanalys - 10. Geometrisk ickelinjäritet 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, exn1, 10-6, 10-7, 10-8, 10-9 11. Materiell ickelinjäritet 11-1, 11-2, 11-3, 11-4, 11-5 Repetition - Inlämningsuppgifter: Lämnas in senast: 2-1, 2-2 2008-11-04 kl 10.15 3-11, 3-12 2008-11-11 kl 08.15 4-8, 4-9 2008-11-21 kl 15.15 4-13, 5-11 2008-11-28 kl 13.15 8-5, 10-6, 10-9 2008-12-09 kl 10.15