Studiefiche Academiejaar 2016-2017 Toegepaste mechanica en sterkteleer (E690035) Cursusomvang (nominale waarden; effectieve waarden kunnen verschillen per opleiding) Studiepunten 6.0 Studietijd 180 u Contacturen 60.0 u Aanbodsessies en werkvormen in academiejaar 2016-2017 A (semester 1) hoorcollege 18.0 u werkcollege: geleide oefeningen 30.0 u werkcollege 12.0 u Lesgevers in academiejaar 2016-2017 Monte, Michael Callens, Ria Vierendeels, Jan TW08 TW08 TW03 Aangeboden in onderstaande opleidingen in 2016-2017 Schakelprogramma tot Master of Science in de industriële wetenschappen: industrieel ontwerpen Voorbereidingsprogramma tot Master of Science in de industriële wetenschappen: industrieel ontwerpen Verantwoordelijk lesgever Medewerker Medelesgever stptn 6 aanbodsessie A 6 A Onderwijstalen Nederlands Trefwoorden dynamica, kinematica, energie, impuls, wetten van Newton, kracht, puntmassa, star lichaam, spanningen, buiging, afschuiving, trek, torsie Situering Deze cursus bestaat uit 2 delen: dynamica en sterkteleer. Hierbij is het de bedoeling de student inzicht te geven in de algemene kinematica en dynamica van puntmassa's en starre lichamen. Sterkteleer gaat dieper in op de inwendige krachtverdeling. Uit deze krachten kan de spanningstoestand bepaald worden als functie van de uitwendige belasting van mechanische systemen. Inhoud Sterkteleer: • Inleidende begrippen: • • Soorten inwendige krachten en koppels • • Soorten Spanningen • • Soorten belastingen • • Soorten steunpunten • Traagheidgrootheden : • • Axiale, polaire traagheidsmomenten • • Verschuivings- en verdraaiingsformules • • Hoofdtraagheidsmomenten • Buiging en Afschuiving : • • Buigingsformule • • Buiging van balken bestaande uit 2 materialen • • Opstellen van dwarskrachten en momentenlijnen • • Vormverandering, elastische lijn (Goedgekeurd) 1 • • Statisch onbepaalde gevallen oplossen • • Schuifspanningen in langs- en dwarsdoorsnede • Trek en druk : • • Mechanische eigenschappen van materialen • • Spanning-rek diagram, dwarscontractiemodulus, Wet van Hooke • • Schuifspanning-rek diagram • • Statisch onbepaalde gevallen • Torsie : • • Torsieformule, wringingshoek • • Statische onbepaalde gevallen • Samengestelde belastingen Dynamica: In deel II worden de kinematica en kinetica van een puntmassa en van een star lichaam behandeld. De kinematica van een puntmassa omhelst de verbanden tussen tijd, afgelegde weg, snelheid en versnelling zonder evenwel rekening te houden met de invloed van krachten op de puntmassa. De beweging van een puntmassa wordt beschreven in een rechthoekig assenstelsel en met behulp van normaalcomponenten en tangentiële componenten. Het verband tussen de beweging van een puntmassa en de krachten die erop aangrijpen komt aan bod in de kinetica van een puntmassa, leidend tot de bewegingsvergelijkingen. De bewegingsvergelijking voor een stelsel van puntmassa’s wordt ook bestudeerd. De begrippen arbeid en vermogen ten gevolge van een kracht worden geïntroduceerd. Behoudswetten (principe van arbeid en energie en behoud van mechanische energie) leiden tot alternatieve oplossingsmethoden voor de beweging van puntmassa’s en stelsels van puntmassa’s. De begrippen stoot en hoeveelheid van beweging worden geïntroduceerd. Toepassing van behoud van hoeveelheid van beweging leidt tot elegante oplossingsmethodes voor stelsels van puntmassa’s, met botsingen als specifieke toepassing. Ook de verbanden tussen krachtmomenten, stootmomenten en momenten van hoeveelheid van beweging worden behandeld. Daarna volgt de kinematica van een star lichaam in een plat vlak. De begrippen hoeksnelheid en hoekversnelling worden geïntroduceerd en oplossingsmethoden op basis van de absolute en relatieve beweging worden behandeld. Methoden voor de beschrijving van de algemene beweging van een star lichaam in een plat vlak (translatie + rotatie) worden behandeld. Het begrip ogenblikkelijk rotatiecentrum is hierbij een belangrijk hulpmiddel. Voor de kinetica van starre lichamen in een plat vlak worden verbanden tussen hoekversnelling, massatraagheidsmoment en externe krachtmomenten uitgelegd, leidend tot de bewegingsvergelijkingen voor de algemene beweging van een star lichaam in een plat vlak. De begrippen arbeid en mechanische energie behandeld voor puntmassa’s worden uitgebreid naar starre lichamen en behoudswetten leveren weer nieuwe oplossingsmethodes. Begincompetenties Eindcompetenties 1 De vormverandering ten gevolge van krachten kunnen berekenen. 1 1 2 De inwendige belastingen kunnen bepalen en hieruit de resulterende buiging, 1 afschuiving, trek en druk en torsie kunnen bepalen. 3 De algehele spanningstoestand kunnen berekenen in eenvoudige constructies. 1 4 Statisch onbepaalde problemen kunnen oplossen 5 Toepassen van basisprincipes uit de kinematica om relaties te bepalen tussen 1 plaats, snelheid en versnelling en inzicht te krijgen in de beweging van voorwerpen. 6 Toepassen van basisprincipes uit de kinetica om inzicht te krijgen in de invloed van 1 krachten en/of krachtmomenten op de beweging van voorwerpen. Creditcontractvoorwaarde Toelating tot dit opleidingsonderdeel via creditcontract is mogelijk mits gunstige beoordeling van de competenties Examencontractvoorwaarde De toegang tot dit opleidingsonderdeel via examencontract is open Didactische werkvormen Hoorcollege, werkcollege, werkcollege: geleide oefeningen Leermateriaal Dynamica van Hibbeler met bijhorende toegangscode voor Mastering Engineering(€ 60) (Goedgekeurd) 2 Sterkteleer van Hibbeler (€ 60) Referenties Vakinhoudelijke studiebegeleiding Interactieve ondersteuning via forum op Minerva. Bijkomende individuele studiebegeleiding is mogelijk door monitoraat na afspraak. Evaluatiemomenten periodegebonden en niet-periodegebonden evaluatie Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de eerste examenperiode Schriftelijk examen Evaluatievormen bij periodegebonden evaluatie in de tweede examenperiode Schriftelijk examen Evaluatievormen bij niet-periodegebonden evaluatie Participatie Tweede examenkans in geval van niet-periodegebonden evaluatie Niet van toepassing Eindscoreberekening Eindscoreberekening: Eindscore (op 20) = C1xP1 + C2xP2 + C3xP3 Hierbij zijn C1, C2 en C3 de wegingscoëfficiënten en P1, P2 en P3 de punten (op 20), met de volgende invulling: P1: schriftelijk examen: sterkteleer P2: schriftelijk examen: dynamica P3: permanente evaluatie dynamica (Mastering Engineering) C1 = 50% C2 = 45% C3 = 5% Eerste examenkans: Om te kunnen slagen voor het opleidingsonderdeel moet minstens 8/20 behaald worden voor zowel sterkteleer als dynamica. Is aan deze voorwaarde niet voldaan dan wordt er afgeweken van het berekende cijfer indien dit 10 of meer is en wordt het cijfer maximaal 9. Tweede examenkans: Om te kunnen slagen voor het opleidingsonderdeel moet minstens 8/20 behaald worden voor zowel sterkteleer als dynamica. Is aan deze voorwaarde niet voldaan dan wordt er afgeweken van het berekende cijfer indien dit 10 of meer is en wordt het cijfer maximaal 9. (Goedgekeurd) 3