Detail předmětu

Dynamika II - lineární kmitání

FSI-R2D Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Předmět je zaměřen na výuku lineárního kmitání soustav se soustředěnými parametry a kmitání kontinuí (struny, nosníky, desky atd.). Výuka klade důraz na porovnání analytického a numerického řešení s přesahem do numerického řešení obecných problémů, které analytické řešení nemají. Studenti budou prakticky seznámeni s řadou numerických metod pro řešení problémů vlastních hodnot a pro určení odezvy soustavy na různé typy buzení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Vstupní znalosti

Lineární algebra, diferenciální rovnice, pružnost a pevnost, kinematika hmotného bodu a těles, dynamika hmotného bodu a těles, numerické metody lineární algebry a řešení ODE, programování v MATLABu nebo Pythonu.

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Podmínky k udělení zápočtu: Aktivní účast na cvičeních a získání minimálně 20 bodů ze 40 možných, které lze získat vypracováním semestrální práce a její prezentací. Body ze cvičení jsou součástí výsledné klasifikace předmětu.

Zkouška: Zkouška se skládá z povinné písemné části a nepovinné ústní části. Náplní písemné části je průřezový test, ze kterého je možno získat max. 50 bodů; minimum pro úspěšné absolvování je 25 bodů. Při nedosažení minima je zkouška klasifikována stupněm F.

Ústní část zkoušky je určena studentům, kteří usilují o klasifikaci stupněm A. Účastnit se jí může každý student, který získá alespoň 80 bodů jako součet bodů ze cvičení a písemné části zkoušky. Náplní ústní části jsou profilující oblasti předmětu a lze z ní získat max. 10 bodů, které se přičítají k dosaženému součtu. Účast na ústní části je dobrovolná; neúčast ani nízký bodový zisk nemohou vést ke zhoršení již dosaženého hodnocení.

Výsledné hodnocení: Výsledné hodnocení je dáno součtem bodů ze cvičení a ze zkoušky dle stupnice ECTS. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů. Klasifikaci stupněm A lze získat pouze po absolvování ústní části zkoušky a dosažení celkového součtu alespoň 90 bodů. Student, který ústní část neabsolvuje, je klasifikován podle dosaženého součtu, nejvýše však stupněm B.

Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit vypracováním náhradních úloh dle pokynů vyučujícího. Konkrétní podobu stanovuje učitel vedoucí cvičení.

Učební cíle

Cílem předmětu je navázat na znalosti o kmitání získané v předmětu Dynamika a prohloubit je. Studenti budou seznámeni s lineárním kmitáním soustav se soustředěnými parametry s jedním, dvěma a n stupni volnosti a dále s kmitáním jedno- a dvourozměrných kontinuí.

Absolvent bude mít podrobné znalosti o kmitání soustav s jedním a více stupni volnosti. Bude schopen určit vlastní frekvence a tvary kmitů těchto soustav i jejich odezvu na různé druhy buzení a řešit úlohy technické praxe, které lze modelovat soustavami se soustředěnými parametry. Absolvent bude seznámen s kmitáním základních modelů kontinua a bude umět tyto soustavy modelovat metodou konečných prvků. Dokáže aplikovat základní numerické metody pro řešení problémů lineárního kmitání a porovnat numerické výsledky s analytickým řešením.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-MET-P: Mechatronika, magisterský navazující, povinný

Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace BIO: Biomechanika, povinný

Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace IME: Inženýrská mechanika, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Osnova

Úvod do kmitání dynamických soustav, modely soustav


Kmitání soustav s jedním stupněm volnosti


Kmitání soustav s n stupni volnosti


Kmitání soustav se 2 stupni volnosti


Numerické metody pro řešení soustav s n stupni volnosti


Kmitání jednorozměrných kontinuí


Kmitání dvourozměrných kontinuí


Přibližné metody řešení kmitání kontinuí


Snímače mechanických veličin

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova

Soustavy s jedním stupněm volnosti, odvození pohybových rovnic, obecné řešení pomocí numerických metod.


Soustavy s n stupni volnosti, odvození pohybových rovnic, obecné řešení pomocí numerických metod.


Soustavy s n stupni volnosti, aplikace na dynamický tlumič a jednoduchá kontinua.


Kmitání jednorozměrných kontinuí, řešení pomocí MKP


Kmitání dvourozměrných kontinuí, řešení pomocí MKP


Kmitání těles jako kontinua, řešení pomocí MKP


Měření kmitání, experimentální modální analýza


Prezentování semestrálních prací