TKT4180 - Konstruksjonsmekanikk - Beregningsmetoder

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen
Karakter: Bokstavkarakterer

Vurderingsform Vekting Varighet Hjelpemidler Delkarakter
Skriftlig eksamen 100/100 4 timer D

Faglig innhold

Forskyvningsmetoden: diskretisering, frihetsgrader, elementer og system, stivhetsmatrise og lastvektor.
Elementanalysen: stav- og bjelkeelement; sterk og svak form; antatte forskyvningsformer (funksjoner), direkte og indirekte interpolasjon; elementets stivhetsmatrise og konsistent lastvektor (inkl. temperatur); skjærdeformasjoner; transformasjoner; vilkårlige tverrsnitt og eksentrisiteter.
Systemanalysen: oppbygging av stivhets- og lastmatrise; randbetingelser og reaksjonskrefter; lagringsformer og ligningsløsning; statisk kondensering.
2. ordens teori: differensialligning for bjelke med aksialkraft; Eulerknekning og knekklengder; geometrisk stivhet og løsning av egenverdiproblemet; knekning av rammer.
Bruk av programmer; modellering og kontroll.

Læringsutbytte

Konstruksjonsmekanikk – Beregningsmetoder er det første mekanikk-emnet på Institutt for konstruksjonsteknikk som eksponerer studentene for numeriske verktøy for konstruksjonsberegninger. Emnet omhandler stav- og bjelkekonstruksjoner, dvs. fagverk og rammer, og gir en introduksjon til elementmetoden for statiske styrkeberegninger. Gjennom øvingsopplegget skal studentene bli kvalifiserte brukere av typiske programverktøy for denne type beregninger.

Konstruksjonsmekanikk - Beregningsmetoder har følgende læringsmål:

Kunnskaper:
- Forskyvningsmetoden, herunder konsepter som frihetsgrader og stivhetsmatrise
- Sentrale elementmetode-konsepter: Element, konnektivitetsmatrise, etablering av stivhetsrelasjon på systemnivå, håndtering av belastning og randbetingelser
- Oppbygging og bruk av et rammeprogram (f.eks Focus konstruksjon)
- Direkte og indirekte interpolasjon som grunnlag for elementmetoden
- Geometrisk ikke-linearitet, herunder bjelke med aksialkraft og knekning
- Hvordan 2. ordens teori kan implementeres (geometrisk stivhetsmatrise)
- Influenslinje-konseptet.

Ferdigheter:
- Velge hensiktsmessige frihetsgrader og etablere stivhetsmatrise for håndregning
- Regne ut responsen i en konstruksjon ved bruk av forskyvningsmetoden (matrisestatikk)
- Utlede stivhetsrelasjon for stav- og bjelkeelementer med utgangspunkt i både likevektsbetraktninger og differensialligning
- Gjøre enkle 2. ordens deformasjonsberegninger eller knekningsberegninger
- Bruke influenslinjer til å bestemme responsen i en konstruksjon
- Bruke et rammeprogram til å løse ulike statiske problemer på en kvalifisert måte.

Generell kompetanse:
- Forskyvningsmetoden
- Elementmetoden for staver og bjelker
- Det metodemessige grunnlaget for programstyrte beregninger
- Forskjell på beregning etter 1. og 2. ordens teori
- Knekning – fenomenologi og matematisk beskrivelse.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger og dataøvinger.

Obligatoriske aktiviteter

  • Regneøvinger og dataøvinger

Mer om vurdering

Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Spesielle vilkår

Vurderingsmelding krever godkjent undervisningsmelding samme semester. Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet.

Kursmateriell

Matrisestatikk, Statiske beregninger av rammekonstruksjoner, Kolbein Bell, Tapir akademiske forlag

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Skriftlig eksamen

Termin Statuskode Vurderingsform Vekting Hjelpemidler Dato Tid Rom *
Vår ORD Skriftlig eksamen 100/100 D
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato.
Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.