برنامه درسی

لیست برنامه های درسی

پیش نیاز درس

استاتیک

منابع

Mechanics of Materials, 10th Edition

By: Russell_C._Hibbeler

 

تعداد واحد ۳
روش تدریس

توضیح مفاهیم پایه و حل مثال های کاربردی

 

نحوه ارزیابی

ازمون میان ترم اول

آزمون میان ترم دوم

آزمون نهایی

کوییز و حل مسائل (توسط دانشجوی حل تمرین)

زمان بندی و نحوه ارائه درس

جلسه

موضوع

1

یاد آوری و حل مثال­هایی از مسائل ایستایی

2

مفهوم نیروهای داخلی و تنش و حل مثال­هایی از مسائل تنش

3

مفهوم تنش های نرمال، برشی، تنش دو محوره، تنش سه محوره علائم و جهت های آن­ها

4

مفهوم جابه­جایی، تغییر شکل، تغییر شکل نسبی، کرنش­های نرمال و برشی و حل مثال­هایی از مسائل مرتبط

5

خواص مکانیکی مواد شامل: تغییر شکل­های کشسان و خمیری، تعاریف مقاومت تسلیم، مقاومت نهایی، مقاومت شکست در کشش و برش، مواد چکش خوار و ترد، مفاهیم ضریب پواسون، و کرنش حجمی

6

تنش و کرنش های محوری و ارتباط آن ها، تنش در اثر بارهای محوری،

7

ادامه­ی تنش و کرنش های محوری و ارتباط آن ها، تنش در اثر بارهای محوری،

8

تنش های حرارتی، حل مسائل معین و نامعین

9

ادامه­ی تنش های حرارتی، حل مسائل معین و نامعین

10

پیچش شفت ها با مقاطع دایره ای، روابط توان موتور با سرعت دوران و گشتاور،مفهموم و بررسی ریاضی روابط گشتاور با تنش

11

ادامه ، رابطه گشتاور با زاویه پیچش. حل مثال­های کاربردی معین و نامعین. شفت های جدار نازک و غیر دایره­ای

12

میان ترم اول

13

خمش در تیر ها، بررسی خمش و تنش خمشی در اثر گشتاور خالص، بررسی گشتاور خمشی در اثر بارهای عرضی در تیرها و فرق آن با گشتاور خالص.

14

ادامه: یادآوری  گشتاورهای سطحی حول محورها و محاسبه مرکز هندسی سطح، ممان دوم سطح و حل مثال های مرتبط

15

روابط نیروهای متمرکز و بار های گسترده با نیروها و گشتاورهای داخلی در سطح، دیاگرام های برشی و خمشی در طول تیر

16

ادامه: ، خمش نا متقارن و گشتاورهای خمشی تواما در دو محور، تیرهای مرکب، توزیع نیروی برشی بر روی سطح مقطع،

17

تیر با سطح مقطع نا متقارن و تعریف و مفهوم مرکز برش و حل مثال­هایی از مسائل مرتبط

18

ادامه­ی تیر با سطح مقطع نا متقارن و تعریف و مفهوم مرکز برش و حل مثال­هایی از مسائل مرتبط

19

میان ترم دوم

20

ادامه: جمع­بندی مسائل کاربردی  در خمش تیرها– میان ترم دوم

21

تنش های مرکب. مفاهیم تنش در سطوح دوران یافته، تنش­ها و صفحات اصلی و روابط آن­ها

22

دایره مور در تنش های دو محوره و حل مثال­های کاربردی

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
یکشنبه 12-10، سه شنبه 4-2 - - -
پیش نیاز درس

استاتیک، مقاومت مصالح 1

منابع

Mechanics of Materials_10thEd

By: Russell C. Hibbeler

تعداد واحد ۲
نحوه ارزیابی

آزمون میان ترم اول

آزمون میان ترم دوم

آزمون نهایی

کوییز و حل مساله (توسط دانشجوی حل تمرین)

زمان بندی و نحوه ارائه درس

هفته

موضوع

ا

یاد آوری رسم نمودارهای تنش برشی و گشتاور خمشی در تیر ها

2

خیز استاتیکی تیر های اولر-برنولی تحت اثر گشتاور خمشی (رابطه دیفرانسیلی انحنا و معادله حاکم)

3

حل مثال­هایی از مسائل معادلات دیفرانسیل مرتبط با گشتاور خمشی و طرز به دست آوردن معادله خیز تیر

4

طرز به دست آوردن معادله خیز تیر برای انواع شرایط مرزی

5

ادامه طرز به دست آوردن معادله خیز تیر برای انواع بارگذاری ها

6

روش پرانتز شکسته برای حل معادلات دیفرانسیل خیز تیر؛ روش استفاده از جداول و روش بر هم نهی

7

میان ترم اول

8

مسائل نامعین در تیرها و نحوه حل آن ها

9

ادامه مسائل نامعین در تیرها و نحوه حل آن ها

10

مقدمه­ای بر ناپایداری و کمانش در تیرها

11

انواع شرایط مرزی در مسائل کمانش (میان ترم دوم)

12

روش های انرژی در مقاومت مصالح و مثال های کاربردی

13

روش انرژی در تحلیل نیروی معادل و تغییر شکل تحت اثر بارهای ضربه­ای

14

روش انرژی در تحلیل تغییر شکل تحت اثر بارهای استاتیکی

15

قضایای اول و دوم کاستیگلیانو

16

ادامه قضایای اول و دوم کاستیگلیانو و حل مثال از مسئل مرتبط

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
یکشنبه 4-2 - - -
پیش نیاز درس

دینامیک 1

معادلات دیفرانسیل

تعداد واحد ۳
نحوه ارزیابی

ازمون میان ترم اول

آزمون میان ترم دوم

آزمون نهایی

کوییز و حل مسائل (توسط دانشجوی حل تمرین)

زمان بندی و نحوه ارائه درس

جلسه

موضوع

1

مفهوم و کاربرد ارتعاشات در مهندسی مکانیک، یادآوری فیزیک 1 و مفاهیم دامنه، بسامد، و تواتر در امواج

2

یاداوری سری های فوریه و بسط توابع متناوب، توابع مثلثاتی و روابط اولر

3

مفاهیم ارتعاشات خطی، ارتعاش آزاد و واداشته، ارتعاش میرا و نامیرا، انواع ارتعاش واداشته، و درجه آزادی

4

مدل سازی ارتعاشی سیستم های مکانیکی، فنرهای سری و موازی و حل مثال های مرتبط

5

ادامه­ی مدل سازی ارتعاشی سیستم های مکانیکی

6

ادامه­ی مدل سازی ارتعاشی سیستم های مکانیکی یافتن جرم و سفتی معادل با استفاده از روش انرژی و روش ریلی

7

مثال­های کاربردی مختلف و ساده سازی سیستم ها

8

ارتعاشات آزاد نامیرای سیستم های یک درجه آزادی و پاسخ این سیستم ها به شرایط اولیه و مفهوم فرکانس طبیعی

9

ادامه، ارتعاشات آزاد میرای سیستم های یک درجه آزادی و پاسخ این سیستم ها به شرایط اولیه

10

ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک هارمونیک و پاسخ ماندگار این سیستم ها و مفهوم رزونانس

11

ادامه، ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی در اثر تحریک هارمونیک پایه  (میان ترم اول)

12

ادامه، ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی ناشی از نامیزانی

13

ادامه، جدا سازی (ایزولاسیون) ارتعاشی

14

ادامه، نحوه کارکرد زلزله نگارها و شتاب سنج ها و محدوده فرکانسی آن ها

15

ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک متناوب و پاسخ ماندگار این سیستم ها با استفاده از بسط فوریه

16

ادامه، ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک ضربه (ارتعاشات گذرا)

17

ادامه، ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک دلخواه (ارتعاشات گذرا) و با استفاده از انتگرال کانولوشن

18

ادامه، ارتعاشات آجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک دلخواه (ارتعاشات گذرا) و با استفاده از تبدیلات لاپلاس

19

معادلات ارتعاشات آزاد سیستم های دو درجه آزادی با استفاده از روش نیوتون و تعاریف ماتریس های سفتی و جرمی

20

میان ترم دوم

21

ادامه نعاریف درجات آزادی و معادلات ارتعاشات آزاد سیستم های دو درجه آزادی با استفاده از روش لاگرانژ

22

تعاریف فرکانس های طبیعی (مقادیر ویژه) مودهای ارتعاشی (بردارهای ویژه)

23

تعامد مود ها و حل مسائل با استفاده از روش آنالیز مودال

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
یکشنبه 12-10، سه شنبه4-2 ساختمان 8 - - -
پیش نیاز درس

ارتعاشات دوره کارشناسی

منابع

Vibration of Continuous Systems  By Rao, Singiresu S

Analytical Methods in Vibration By Leonard Meirovitch

تعداد واحد ۳
نحوه ارزیابی

میان ترم

پروژه درسی

زمان بندی و نحوه ارائه درس

جلسه

موضوع

1

یادآوری ارتعاشات سیستم های یک درجه آزادی (ارتعاشات آزاد، و اجباری هارمونیک)

2

ادامه، ارتعاشات آزاد و آجباری سیستم های یک درجه آزادی و معرفی درجات آزادی و مختصات تعمیم یافته

3

معادلات ارتعاشات آزاد سیستم های چند درجه آزادی با استفاده از روش نیوتون و تعاریف ماتریس های سفتی و جرمی

4

معادلات ارتعاشات آزاد سیستم های چنددرجه آزادی با استفاده از روش لاگرانژ

5

تعاریف ماتریس های سفتی و جرمی و میرایی مشخصات آن ها

6

مفاهیم فرکانس های طبیعی (مقادیر ویژه) مودهای ارتعاشی (بردارهای ویژه) و بسط مودال

7

ارتعاشات آزاد سیستم های چنددرجه آزادی تعامد مود ها و حل مسائل با استفاده از روش آنالیز مودال

8

ارتعاشات سیستم های پیوسته و مفاهیم و خواص کلی آن ها

9

ارتعاشات طولی میله ها و معادلات دیفرانسیل مربوطه با استفاده از روش نیوتن و روش همیلتون

10

ادامه، ارتعاشات طولی میله ها و حل معادلات دیفرانسیل مشخصه، با استفاده از شرایط مرزی مختلف

11

خواص معادلات مودها، توابع مودها و فرکانس های طبیعی، تعامد توابع مودال

12

ارتعاشات پیچشی شفت های استوانه و مخروطی و حل معادلات دیفرانسیل مشخصه، با استفاده از شرایط مرزی مختلف

13

توابع مودها و فرکانس های طبیعی، خواص تعامد توابع مودال

14

ارتعاشات عرضی سیم ها و حل معادلات دیفرانسیل مشخصه، با استفاده از شرایط مرزی مختلف و خواص تعامد توابع مودال

15

ارتعاشات عرضی تیرهای اولر برنولی و و معادلات دیفرانسیل مربوطه با استفاده از روش نیوتن و روش همیلتون

16

ادامه، ارتعاشات عرضی تیرها و حل معادلات دیفرانسیل مشخصه، با استفاده از شرایط مرزی مختلف

17

خواص معادلات مودها، توابع مودها و فرکانس های طبیعی، تعامد توابع مودال در تیرها

18

ارتعاشات اجباری تیر ها تحت اثر شرایط اولیه و نیروهای گسترده و متمرکز متغیر با زمان با استفاده از روش آنالیز مودال

19

ارتعاشات اجباری تیر ها تحت اثر بارهای متحرک با زمان با استفاده از روش آنالیز مودال

20

ارتعاشات عرضی تیرهای تیموشنکو به دست آوردن معادلات با استفاده از روش نیوتن

21

ارتعاشات عرضی غشاء، به دست آوردن معادلات با استفاده از روش نیوتن و حل آن ها با شرایط مرزی مختلف

22

توابع مودال در پوسته ها و فرکانس های طبیعی و تعامد مودها

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
شنبه 12-10، سه شنبه 4-2 ساختمان 8 - - -
پیش نیاز درس

ارتعاشات دوره کارشناسی و ارشد

منابع

Modal Analysis  By Jmin He, Zhi-Fang Fu

Modal Testing By Ewins

تعداد واحد ۳
روش تدریس

استفاده از روش های متداول، شبیه سازی کامپیوتری، و آزمایشات تجربی

نحوه ارزیابی

آزمون نهایی

پروژه عملی

زمان بندی و نحوه ارائه درس

جلسه

موضوع

1

یادآوری ارتعاشات سیستم های یک درجه آزادی (1DOF)

2

ارتعاشات اجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک هارمونیک و مفهوم تابع پاسخ هارمونیک (Harmonic Response)

3

ارتعاشات اجباری سیستم های یک درجه آزادی با تحریک غیرهارمونیک و مفهوم تابع پاسخ فرکانسی (FRF Function)

4

تبدیل­های فوریه و لاپلاس و ارتباط تابع تبدیل ، پاسخ فرکانسی، و پاسخ هارمونیک با یکدیگر

5

مفاهیم نمودارهای بود (Bode Plot)، و نایکویست (Nyquist Plot)

6

تفاوت سیگنال­های اخذ شده از حساسه­های مختلف  و تاثیر آن بر FRF (Receptance Plot, Mobility Plot, Accelerance Plot)

7

استخراج پارامترهای مودال، فرکانس طبیعی، ضریب میرایی، ضریب سفتی فنر، و جرم معادل، از منحنی FRF در سیستم های 1DOF

8

ارتعاشات آزاد سیستم های چند درجه آزادی (MDOF) و مفاهیم و تعاریف ماتریس های سفتی و جرمی و میرایی و مشخصات آن ها

9

مفاهیم فرکانس های طبیعی (مقادیر ویژه) مودهای ارتعاشی (بردارهای ویژه)، تعامد مودهاو بسط مودال در سیستم های MDOF

10

خواص مودهای ارتعاشی و نحوه نرمالیزه کردن آن ها، و خواص ماتریس مودال

11

ارتعاشات اجباری سیستم های چنددرجه آزادی با تحریک هارمونیک و غیرهارمونیک با استفاده از روش آنالیز مودال

12

مفهوم و خواص ماتریس امپدانس، ماتریس FRF و ارتباط آن ها با ماتریس مودال

13

خواص و ارتباط منحنی های FRF در سیستم های MDOF و مفاهیم Rowing Accelerometer و Rowing Hammer

14

استخراج پارامترهای مودال، فرکانس های طبیعی، ضرایب میرایی و مودهای ارتعاشی از منحنی های FRF در سیستم های MDOF

15

ادامه استخراج پارامترهای مودال و شرایط آن

16

مفاهیم فرکانس نمونه برداری، دقت یا رزولوشن فرکانسی، زمان نمونه برداری، FFT lines، پنجره های زمانی، DFT، و ارتباط آن ها

17

نویز و مفهوم SNR و انواع آن (از لحاظ نحوه تاثیر) و تخمین FRF و دقت آن ها در شرایط مختلف

18

تخمین FRF در شرایط مختلف و با حضور نویز

19

مقدمه ای بر تخمین پارامتریک منحنی های FRF و پارامترهای مودال (Optimization and Curve Fitting) در سیستم های SIMO

20

تخمین پارامتریک در حوزه فرکانس، تخمین پارامتریک در حوزه زمان، روش ها، و مزایا و معایب هر یک از آن ها

21

Circle Fit و تخمین های گمترین مجموع مربعات

22

آشنایی، مبانی، و نحوه کارکرد تجهیزات و حساسه های ارتعاشی

23

آشنایی و نحوه کارکرد برخی از نرم افزار های آنالیز مودال تجربی

24

تست های تجربی در آزمایشگاه تحقیقاتی آنالیز مودال

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
یکشنبه 4-2، سه شنبه 10-8 ساختمان 8 - - -
پیش نیاز درس

ندارد

منابع

Energy principles and ariational methods By: J. N. Reddy

Energy Methods in Applied Mechanics By: H. Langharr

تعداد واحد ۳
نحوه ارزیابی

آزمون میان ترم

آزمون پایان ترم

پروژه درسی

زمان بندی و نحوه ارائه درس

هفته

موضوع

ا

آشنایی با اصول و مبانی روش های تحلیلی در مهندسی مکانیک

2

اصل اول ترمودینامیک و مفاهیم کار انجام شده و انرژی نهان (ذخیره شده)

3

تعاریف و مفاهیم کار و اصل کار مجازی در استاتیک

4

تعاریف و مفاهیم کار و انرژی های پایستار و ناپایستار؛ کار و انرژی مکمل (Complimentary work and Energy)

5

تعاریف و مفاهیم انرژی داخلی واحد حجم در اجسام کشسان و نحوه محاسبه آن در المان های تک بعدی و برخی از المان های دو بعدی

6

به کار گیری روش انرژی در تحلیل تغییر شکل اجسام کشسان تحت اثر بارهای استاتیکی

7

قضایای اول و دوم کاستیگلیانو

8

ادامه قضایای اول و دوم کاستیگلیانو و حل مثال از مسائل مرتبط

9

مبانی ریاضی روش های انرژی و روش های حساب تغییرات (Variational methods)

10

مفهوم و تعریف متغیر های اصلی و متغیرهای مستقل، مفهوم تابعی (Fnctional)، فرق و تشابه حساب تغییرات با حساب دیفرانسیل

11

حساب تغییرات با یک متغیر اصلی و یک متغیر مستقل و کمینه کردن تابعی، معادلات  اولر-لاگرانژ

12

حساب تغییرات با چند متغیر اصلی و چند متغیر مستقل، کمینه کردن تابعی با قیود هموژن و متغیر های لاگزانژ، معادلات  اولر-لاگرانژ

13

ارتباط کار مجازی و حساب تغییرات

14

 قضیه دالامبر و تعمیم اصل کار مجازی به مسائل دینامیکی 

15

مختصات تعمیم یافته، متغیر های تعمیم یافته، نیروهای تعمیم یافته

16

معادلات لاگرانژ برای سیستم های هولونومیک

17

انواع قیود در سیستم های دینامیکی: سیستم های اسکلرونومیک، رئونومیک؛ قیود عیر فابل انتگرال گیری (سیستم های ناهولونومیک)

18

معادلات لاگرانژ برای سیستم های ناهولونومیک

19

روش های تقریبی با استفاده از روش انرژی، شرایط مرزی هندسی (اصلی)، شرایط مرزی نیرویی (طبیعی)

20

توابع مقایسه ای و توابع قابل قبول

21

روش ریلی ریتز کلاسیک و استفاده از روش لاگرانژ در تبدیل سیستم پیوسته به گسسته

22

مقدمه و مبانی روش المان محدود

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
یکشنبه 12-10، دوشنبه 12-10 ساختمان 8 - - -
منابع

Concepts and Applications of Finite Element Analysis

By: Robert Cook

تعداد واحد ۳
نحوه ارزیابی

آزمون میان ترم

آزمون پایان ترم

پروژه درسی

زمان بندی و نحوه ارائه درس

هفته

موضوع

1

مقدمه و مبانی روش المان محدود (آشنایی با اصول و مبانی روش اجزاء گسسته) و تاریخچه آن

2

مرور معادلات تعادل، روابط جابه جایی-کرنش، روابط تنش-کرنش برای حالات تنش و کرنش مسطح و حالت تنش سه بعدی و انرژی

3

مفهوم جزء (Element)، گره (Node)، شماره گره، شماره گذاری موضعی (Local)، شماره گذاری جهانی (Global)

4

مفهوم ماتریس سفتی المان (موضعی)، ماتریس سفتی کل سیستم (جهانی) و روش سرهم بندی ماتریس های موضعی (Assembling)

5

به دست آوردن ماتریس سفتی با استفاده از روش نیرو-جابه جایی در المان های میله و خرپاهای (Truss) ساده

6

به دست آوردن ماتریس سفتی با استفاده از روش نیرو-جابه جایی در المان های تیر و قاب های (Frame) ساده

7

روش ریلی ریتز کلاسیک و استفاده از این روش در تبدیل سیستم پیوسته به گسسته

8

معرفی توابع شکل (Shape Functions) یا توابع درونیاب (Interpolation Functions)  و تعمیم روش ریلی ریتز به المان محدود

9

روش کلی به دست آوردن توابع شکل، توابع شکل خطی و مرتبه بالاتر و معرفی توابع درونیاب لاگرانژ

10

ارتباط مرتبه تابع شکل و تعداد گره در المان، توابع شکل برای میله ها و شفت ها،  

11

معرفی توابع درونیاب هرمیتی و توابع شکل برای تیرها

12

محاسبه ماتریس سفتی برای یک المان با استفاده از توابع شکل و انرژی ذخیره شده

13

المان های دوبعدی مثلثی با اضلاع صاف، توابع شکل و ماتریس سفتی آن ها

14

المان های دوبعدی مستطیلی، توابع شکل و ماتریس سفتی آن ها

15

فرمول بندی المان های ایزوپارامتریک، انتگرال گیری گاووس

16

المان های ایزوپارامتریک دو بعدی خطی و سهمی (درجه دو) ، المان با اضلاع منحنی

17

انتقال محورهای مختصات، انتقال تنش، کرنش، ماتریس سفتی، اتصالات ناهمسان و مورب

18

کاربرد روش المان محدود در ارتعاشات

19

محاسبه ماتریس جرمی با استفاده از تابع شکل و انرژی جنبشی

20

ماتریس های جرمی همخوان (Consistent) و توده ای (Lumped)

21

روش مودال در حل مسائل ارتعاشی

22

روش های صریح و ضمنی در حل مسائل ارتعاشی

اطلاعات کلاس

زمان برگزاری مکان برگزاری توضیحات فایل پیوست اول فایل پیوست دوم فایل پیوست سوم
دوشنبه 4-2، سه شنبه 12-10 ساختمان 8 - - -