Lujuusopin elementtimenetelmän perusteetLaajuus (5 op)
Tunnus: TX00BV13
Laajuus
5 op
Osaamistavoitteet
Opiskelija oppii elementtimenetelmän perusteet ja osaa laskea lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Sisältö
1. Matriisilaskenta
2. Elementtimenetelmän perusteet
3. Jousielementti
4. Sauvaelementti
5. Palkkielementti
6. Siirtymien, tukireaktioiden ja sisäisten voimien laskenta
7. FEM-ohjelman käyttö
Esitietovaatimukset
Koneenosien suunnittelu
Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Arviointikriteerit, hyvä (3)
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä.
Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Arviointikriteerit, kiitettävä (5)
Opiskelija tietää elementtimenetelmän periaatteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat sekä piirtää rasituskuviot niiden perusteella.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman, tietää, miten se toimii ja osaa tulkita tuloksia.
Opiskelija osaa tehdä itsenäisesti lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla, osaa tulkita tuloksia ja niiden oikeellisuutta.
Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Ilmoittautumisaika
27.11.2023 - 31.12.2023
Ajoitus
15.01.2024 - 10.05.2024
Opintopistemäärä
5 op
Toteutustapa
Lähiopetus
Yksikkö
Ajoneuvo- ja konetekniikka
Toimipiste
Leiritie 1
Opetuskielet
- Suomi
Koulutus
- Konetekniikan tutkinto-ohjelma
Opettaja
- Jyrki Kullaa
Vastuuopettaja
Jyrki Kullaa
Ryhmät
-
KS21Konetekniikka, koneensuunnittelun suuntautuminen, aloittaneet opiskelun s.2021
Tavoitteet
Opiskelija oppii elementtimenetelmän perusteet ja osaa laskea lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Sisältö
1. Matriisilaskenta
2. Elementtimenetelmän perusteet
3. Jousielementti
4. Sauvaelementti
5. Palkkielementti
6. Siirtymien, tukireaktioiden ja sisäisten voimien laskenta
7. FEM-ohjelman käyttö
Aika ja paikka
Myyrmäki
Oppimateriaalit
Materiaali
• Logan, D.L. A first course in the finite element method.
• Hakala, Matti K. Lujuusopin elementtimenetelmä. Otakustantamo 457.
• Tuntimuistiinpanot ja opintojakson työtilaan tuleva kurssimateriaali.
• Karhunen et al. Lujuusoppi.
Oppikirjaa ei ole pakko hankkia.
Opetusmenetelmät
Toteutus
• Oppitunnit ja tietokoneharjoitukset lukujärjestyksen mukaan
• Oppimistehtäviä
• Projektit
Tietokoneharjoituksissa ja oppimistehtävissä käytetään kaupallista FEM-ohjelmaa Abaqus.
Arviointiasteikko
0-5
Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Arviointikriteerit, hyvä (3)
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä.
Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Arviointikriteerit, kiitettävä (5)
Opiskelija tietää elementtimenetelmän periaatteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat sekä piirtää rasituskuviot niiden perusteella.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman, tietää, miten se toimii ja osaa tulkita tuloksia.
Opiskelija osaa tehdä itsenäisesti lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla, osaa tulkita tuloksia ja niiden oikeellisuutta.
Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet
Suoritus
Opintojakso suoritetaan yhdellä kokeella, oppimistehtävillä ja kahdella projektilla.
Oppimistehtävät. Oppimistehtävistä voi saada lisäpisteitä kokeeseen. Tehtäväkierroksia on 7 ja jokaisen maksimipistemäärä on 3. Yhteispistemäärä jaetaan luvulla 7, pyöristetään lähimpään kokonaislukuun (alas- tai ylöspäin) ja lisätään koepisteisiin. Koepisteisiin voi oppimistehtävistä siis saada enimmillään +3 pistettä. Uusintakokeisiin lisäpisteitä ei siirretä. Oppimistehtävät palautetaan sovittuna päivänä oppitunnin alussa. Esteen sattuessa tehtävät on palautettava etukäteen itsearvioinnin kera. Myöhästyneitä palautuksia ei arvioida.
Projektit. Projektit ovat pakollisia. Kumpikin projekti arvostellaan asteikolla 0–3. Projektien maksimipistemäärä on täten 6. Projektiraportit on palautettava määräaikaan mennessä. Myöhästyneestä palautuksesta saa 0 pistettä.
Koe. Kokeen maksimipistemäärä on 24. Kokeessa saa vapaasti käyttää kirjallisuutta. Opintojakson päätyttyä pidetään kaksi uusintakoetta.
Pisteet
Harjoitustyöt 6
Koe 24
Yhteensä 30
Lopuksi pisteet summataan ja pyöristetään lähimpään kokonaislukuun (alas- tai ylöspäin). Elementtimenetelmän arvosana määräytyy yhteispistemäärän mukaan:
Pisteet Arvosana
0–10 0
11–14 1
15–18 2
19–22 3
23–26 4
27–30 5
Esitietovaatimukset
Koneenosien suunnittelu
Ilmoittautumisaika
28.11.2022 - 31.12.2022
Ajoitus
09.01.2023 - 07.05.2023
Opintopistemäärä
5 op
Toteutustapa
Lähiopetus
Yksikkö
Ajoneuvo- ja konetekniikka
Toimipiste
Leiritie 1
Opetuskielet
- Suomi
Koulutus
- Konetekniikan tutkinto-ohjelma
Opettaja
- Jyrki Kullaa
Vastuuopettaja
Jyrki Kullaa
Ryhmät
-
KS20Konetekniikka, koneensuunnittelun suuntautuminen, aloittaneet opiskelun s.2020
Tavoitteet
Opiskelija oppii elementtimenetelmän perusteet ja osaa laskea lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Sisältö
1. Matriisilaskenta
2. Elementtimenetelmän perusteet
3. Jousielementti
4. Sauvaelementti
5. Palkkielementti
6. Siirtymien, tukireaktioiden ja sisäisten voimien laskenta
7. FEM-ohjelman käyttö
Arviointiasteikko
0-5
Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Arviointikriteerit, hyvä (3)
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä.
Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla.
Arviointikriteerit, kiitettävä (5)
Opiskelija tietää elementtimenetelmän periaatteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat sekä piirtää rasituskuviot niiden perusteella.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman, tietää, miten se toimii ja osaa tulkita tuloksia.
Opiskelija osaa tehdä itsenäisesti lineaarisia staattisia analyyseja FEM-ohjelmalla, osaa tulkita tuloksia ja niiden oikeellisuutta.
Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty
Opiskelija tuntee matriisilaskennan perusteet.
Opiskelija osaa diskretoida ristikko- ja kehärakenteen, muodostaa elementtien jäykkyysmatriisit ja koota rakenteen jäykkyysmatriisin ja ratkaista tuntemattomat solmusiirtymät.
Opiskelija osaa laskea ristikko- ja kehärakenteen tukireaktiot ja elementtien sisäiset voimat.
Opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen FEM-ohjelman ja käyttää sitä. Opiskelija osaa tehdä lineaarisia staattisia analyyseja kaupallisella FEM-ohjelmalla mallin mukaan.
Esitietovaatimukset
Koneenosien suunnittelu