Program przedmiotu

Przedmiot obejmuje zagadnienia modelowania ruchu maszyn ze szczególnym uwzględnieniem stanów dynamicznych. Uczy metod układania dynamicznych równań ruchu maszyn i sposobów ich rozwiązywania. Przedstawia metody analizy drgań maszyn, specyfikę ruchu wirników, samosynchronizacje wibratorów bezwładnościowych, dobór wibroizolacji i jednostek napędowych. Zajęcia w przeważającej części mają charakter analityczno-projektowy i opierają się na  maszynach dostępnych w laboratorium lub przedstawionych w dokumentacji technicznej.

Sylabus na rok akademicki 2020/2021: sylabus 2020/2021

Wykład

1.  Metody budowy dynamicznych równań ruchu.
   
   1.  Zależności siłowo ruchowe – usystematyzowanie nabytej wiedzy. 
   2.  Metoda redukcji mas i sił.
   3.  Równania Lagrange’a II rodzaju.
   4.  Układy o zmiennej masie.
2. Drgania maszyn.
   1. Częstości i postacie drgań własnych układów o wielu stopniach swobody.
   2. Modele tłumienia w układach drgających.
   3. Drgania wymuszone. Analiza harmoniczna.
   4. Rezonans stacjonarny i przejściowy.
3. Dynamika wirnika.
   1. Ruch kulisty ciała sztywnego. Prawo zmienności krętu w ruchomym układzie współrzędnych. Równania Eulera.
   2. Reakcje dynamiczne ciała w ruchu obrotowym. Niewyważenie statyczne i dynamiczne.
   3. Oddziaływanie żyroskopowe. Prędkości krytyczne wirnika. Wykres Campbella.
4. Samosynchronizacja wibratorów bezwladnościowych.
5. Napęd elektryczny.
   1. Dynamiczne równania silnika asynchronicznego.
   2. Dynamiczne równania silników prądu stałego.
   3. Metody regulacji prędkości obrotowej.
   4. Zasady doboru jednostek napędowych.

Ćwiczenia

1. Maszyny o jednym stopniu swobody – ćwiczenie metody redukcji mas i sił (np. mechanizm korbowo-wodzikowy). Praca z dokumentacją techniczną.
2. Maszyny/układy maszynowe o wielu stopniach swobody – ćwiczenie równań Lagrange’a I i II rodzaju. Praca z dokumentacją techniczną.
3. Ruch wirnika. Formułowanie dynamicznych równań ruchu wirującego dysku. Identyfikacja oddziaływania żyroskopowego. Wyznaczenie prędkości krytycznych. Wykres Campbella.

Laboratorium

1. Rozpoczęcie projektu. Sformułowanie wymagań projektowych. Budowa modelu fenomenologicznego wybranej maszyny. Archiwizacja parametrów fizycznych.  Wyznaczenie funkcji Lagrange’a układu maszyny.
2. Symulacja komputerowa ruchu maszyny w oparciu o wyprowadzony model matematyczny maszyny.
3. Rejestracja współrzędnych ruchu maszyny w stanie rozruchu, pracy ustalonej i wybiegu.
4. Weryfikacja wyników analiz teoretycznych z wynikami eksperymentalnymi. Analiza przypadku szczególnego.
5. Prezentacja wyników prac na forum grupowym i zaliczenie projektu.