Το μάθημα Ταλαντώσεις και Δυναμική Μηχανών έχει ως σκοπό, με την ολοκλήρωση των παραδόσεων ο φοιτητής/τρια να είναι σε θέση να:
- αναγνωρίζει συνήθη μηχανικά δυναμικά συστήματα,
- αναλύει συνήθη μηχανικά δυναμικά συστήματα με κατάλληλες υποθέσεις και να τα μοντελοποιεί,
- συνθέτει μηχανολογικές δυναμικές διατάξεις με στοιχεία συγκεντρωμένων ιδιοτήτων.
- αξιολογεί δυναμικά συστήματα,
- βελτιώνει δυναμικά συστήματα.
Το περιεχόμενο του μαθήματος αποτελείται διαιρείται από τις παρακάτω θεματικές ενότητες :
- ταλαντωτής ενός βαθμού ελευθερίας
- ταλαντωτής πολλών βαθμών ελευθερίας
- εφαρμογές.
Στην πρώτη ενότητα ο φοιτητής θα ξεκινήσει με τον απλούστερο ταλαντωτή (Γραμμικός ταλαντωτής ενός βαθμού ελευθερίας) και θα εξετάσει βασικές έννοιες όπως:
- ελεύθερη ταλάντωση (ιδιοσυχνότητα, μέτρο απόσβεσης),
- εξαναγκασμένη ταλάντωση (αρμονική, περιοδική, κρουστική, παλμική και απεριοδική διέγερση), συντονισμός.
- επίσης θα γίνει μια συσχέτιση του Γραμμικού με τον Στρεπτικό και καμπτικό ταλαντωτή ενός βαθμού ελευθερίας.
Στην δεύτερη ενότητα ο φοιτητής θα προχωρήσει με ταλαντωτές πολλών βαθμών ελευθερίας και θα εξετάσει έννοιες όπως:
- μοντελοποίηση με τη βοήθεια διακριτών μοντέλων,
- κατάστρωση εξισώσεων κίνησης,
- προσδιορισμός δυναμικής απόκρισης με τη μέθοδο αναλύσεως ιδιομορφών (ιδιοσυχνότητες, ιδιομορφές, συνθήκες καθετότητας, ανάπτυξη ιδιομορφών).
- ταλαντώσεις μονοδιάστατων συνεχών φορέων (ταλαντώσεις χορδής, ράβδου, ατράκτου, δοκού)
- προσεγγιστικές μέθοδοι ανάλυσης (μέθοδοι Rayleigh, Rayleigh-Ritz, Galerkin).
Η θεματολογία συμπληρώνεται με εφαρμογές των ταλαντώσεων και της Δυναμικής Μηχανών:
- μέτρηση και αξιολόγηση ταλαντώσεων,
- απόσβεση ταλαντώσεων,
- δυναμικός υπολογισμός θεμελιώσεων μηχανών,
- επίδραση εσωτερικής απόσβεσης και τριβών,
- ζυγοστάθμιση περιστρεφόμενων σωμάτων,
- δυναμική απόκριση μηχανισμών με στερεά και παραμορφώσιμα μέλη
- κρίσιμες ταχύτητες αξόνων.
Η θεματολογία τεκμηριώνεται με σειρά από ασκήσεις και προβλήματα τα περισσότερα από τα οποία απαιτούν υπολογισμούς που οδηγούν σε αριθμητικές λύσεις που παρουσιάζονται ενδιάμεσα στις διαλέξεις θεωρίας.
Απαιτούμενες γνώσεις: Απειροστικός Λογισμός Ι και ΙΙ, Στατιστική, Μηχανική ΙΙ, Φυσική.