Värähtelymekaniikka (5 op)

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää värähtelyilmiöitä, osaa arvioida värähtelyn suuruutta, osaa analysoida värähtelyjä elementtimenetelmällä ja tuntee suunnittelumenetelmiä värähtelyjen hallitsemiseksi sekä tuntee värähtelymittauksen perusteet.

Sisältö

1. Yhden ja usean vapausasteen systeemit
2. Eristäminen
3. Alustaheräte
4. Värähtelyjen hallinta
5. Värähtelyanalyysit elementtimenetelmällä.
6. Värähtelymittaukset

Aika ja paikka

Myyrmäki

Oppimateriaalit

Materiaali
Tuntimuistiinpanot riittävät, mutta asiasta kiinnostuneille suositellaan
• Koneenosien suunnittelu 4
• Thomson: Theory of vibration with applications

Opetusmenetelmät

Toteutus
• Teoriaoppitunnit
• Oppimistehtäviä
• Tietokoneharjoitukset ATK-luokassa

Arviointiasteikko

0-5

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1)

Opiskelija ymmärtää värähtelyilmiöitä, värähtelyn suuruuteen vaikuttavia tekijöitä ja osaa laskea perustapauksia.
Opiskelija osaa käyttää FEM-ohjelmaa ominaismuotoanalyysiin mallin mukaan.

Arviointikriteerit, hyvä (3)

Opiskelija osaa soveltaa laskentakaavoja erilaisiin värähtelyilmiöihin.
Opiskelija osaa analysoida värähtelyjä elementtimenetelmällä.
Opiskelija ymmärtää ominaistaajuudet ja ominaismuodot.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Opiskelija ymmärtää värähtelyilmiöitä ja niiden matemaattista mallintamista ja osaa soveltaa niitä värähtelyn hallintaan.
Opiskelija osaa analysoida värähtelyjä elementtimenetelmällä, tulkita tuloksia ja arvioida tulosten oikeellisuutta.
Opiskelija osaa muodostaa usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöt ja laskea ominaistaajuudet ja ominaismuodot.
Opiskelija tuntee värähtelymittauksen perusteet.

Arviointikriteeri, hyväksytty/hylätty

Opiskelija ymmärtää värähtelyilmiöitä, värähtelyn suuruuteen vaikuttavia tekijöitä ja osaa laskea perustapauksia.
Opiskelija osaa käyttää FEM-ohjelmaa ominaismuotoanalyysiin mallin mukaan.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Suoritus
Värähtelymekaniikka suoritetaan yhdellä kokeella ja oppimistehtävillä sekä osallistumalla vierailevan professorin oppitunneille.

Oppimistehtävistä voi saada lisäpisteitä kokeeseen. Tehtäväkierroksia on 6 ja jokaisen maksimipistemäärä on 3. Yhteispistemäärä jaetaan luvulla 6, 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 ratkaisut on palautettava etukäteen. Myöhästyneitä palautuksia ei arvioida.

Kokeen maksimipistemäärä on 24 pistettä. Kokeessa saa vapaasti käyttää kirjallisuutta.

Värähtelymekaniikan arvosana määräytyy yhteispistemäärän mukaan:

Pisteet Arvosana
0–8 0
9–11 1
12–14 2
15–18 3
19–21 4
22–24 5

Opintojakson päätyttyä pidetään kaksi uusintatenttiä.

Lopullinen arvosana
Koko opintojakson arvosana määräytyy painotettuna keskiarvona värähtelymekaniikan (4/5) ja matematiikan (1/5) osuuksien arvosanoista.

Esitietovaatimukset

Dynamiikka ja sovellukset
Lujuusopin elementtimenetelmän perusteet