Upload
dinhxuyen
View
222
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Katedra za modeliranje v tehniki in mediciniKatedra za modeliranje v tehniki in medicini
MehanizmiUvodno predavanjeRRP, II. stopnja, 2017/18
Simon KrašnaRobert Kunc
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Predmet
• Predavatelj:– prof. Ivan Prebil, s. 503– izr. prof. Robert Kunc, Jamova 12 (ali RU III/5)– asist. dr. Simon Krašna, Jamova 12 (ali RU III/5)– govorilne ure: ...
• Predavanja: 30 ur• Vaje: 30 ur
2
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
PREDAVANJA / VAJE
prof. dr. Ivan [email protected]
soba 503
Predavanja: petek, 8:00 – 9:30 ; predavalnica III/2Vaje: ??; predavalnica III/5
2
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
PREDAVANJA / VAJE
as. dr. Simon Karš[email protected]
soba III/5, lab. Jamova c. 12
izr. prof. dr. Robert [email protected]
soba III/5, lab. Jamova c. 12
Predavanja: petek, 8:00 – 9:30 ; predavalnica III/2Vaje: ??; predavalnica III/5
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Lokacija katedre KMTM
Jamova c. 12
1.1. Kontakti
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Pogoji za pristop k izpitu:• pozitivno opravljene vaje (frekvenca) in
• pravočasno oddana prijava na izpitni rok (računalniška).
– Izpitni roki so objavljeni za celo študijsko leto.
– Študent lahko v istem študijskem letu največ štirikrat pristopi k opravljanju izpita.
– Navodila, ki se jih je potrebno držati, so določena na razpisu izpitnega roka.
– Četrto in vsa nadaljnja opravljanja izpita so možna samo na komisijskih izpitnih rokih (praviloma vsak drugi izpitni rok v izpitnih obdobjih).
– Za opravljanje komisijskega izpitnega roka je potrebno v študentskem referatu oddati prošnjo in poravnati stroške komisijskega izpita.
– Komisijski izpit je vedno pisni in ustni.
Študijski in izpitni redIZPIT
3
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Pogoji za pozitivno opravljen izpit na osnovi opravljenih kolokvijev:
K kolokviju (za opravljanje izpita) lahko pristopijo redno vpisani študentje!
Priznan izpit na osnovi ocen kolokvijev:
• skupna povprečna ocena kolokvijev vsaj 60%,
• ocena posameznega kolokvija mora biti višja kot 30% in
• pozitivno zaključene vaje.
Pisni izpit + (ni pogoj) ustni zagovor (povprečna ocena 60% ali več)
IZPIT - KOLOKVIJI
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
V študijskem letu 2017/18 bosta dva kolokvija:
1.kolokvij: ~ konec novembra 2017 in
2.kolokvij: ~ začetek januarja 2018.
Termini kolokvijev bodo usklajeni z metorjem letnika in študenti (tudi glede na razpoložljivost predavalnic).
IZPIT - KOLOKVIJI
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Izpit in kolokviji so sestavljeni iz:- računskega dela,
- grafičnega reševanja in
- opisnih nalog.
Na izpitu/kolokviju ni dovoljeno imeti zapiskov in literature.
Potrebna oprema: pisalo, ravnilo, šestilo (kalkulator) + dodatni listi za reševanje.
Čas reševanja: 90 do 120 minut.
IZPIT - KOLOKVIJI
4
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Vsebina:
• Sistemi pomično in nepomično povezanih teles (konstrukcije, mehanizmi, stroji), funkcija mehanizmov.
• Nastanek mehanizma, struktura mehanizma, ravninsko in prostorsko gibanje, zaprte in odprte kinematične verige.
• Ploskovni, linijski in točkovni kinematični pari, prostostne stopnje mehanizmov.
• Prikaz osnovnih tipov mehanizmov, princip delovanja, sestavni deli in kinematični pari, značilni primeri uporabe.
Predavanja
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Vsebina:
• Kinematika mehanizmov (pomiki, hitrosti, pospeški).
• Osnovne metode kinematične analize (grafična, analitična).
• Osnovne metode sinteze mehanizmov, določitev strukture in dimenzij mehanizma glede na dane zahteve (tir gibanja, hitrost gibanja, delovno območje).
• Dinamika mehanizmov (sile, momenti). Obremenitve pri osnovnih tipih mehanizmov, mrtve lege mehanizmov.
Predavanja
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
TERMINI VAJ!?
Predstaviki – smeri + letnika
Vaje
5
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
TERMINI VAJPredlagamo:
• torek: 14.00÷15.30
• sreda: 08.00÷09.30
• četrtek: 07.00÷08.30
• petek: 10.00÷11.30
• petek: 14.00÷15.30
Vaje
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Vsebina:
• Osnove računalniško podprtega modeliranja in analize mehanizmov.
• Računalniška orodja kot učni pripomočki za sintezo in analizo mehanizmov ter prikaz delovanja.
Vaje
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Pogoji za uspešno opravljanje vaj:• Pravočasno in pravilno oddane vse zahtevane naloge za
ocenjevanje.
• Zadostna udeležba na vajah: vsaj 80% (dovoljen dvakratni neopravičen izostanek)
• Povprečna ocena vaj mora znašati 55% ali več in je izračunana iz:– ocene dveh samostojnih nalog ali
– ocene zaključne naloge (seminarske, ki se lahko nadaljuje v mag. nalogo).
• Končna ocena vaj (od 1 do 10) je določena na osnovi povprečne ocene vaj in jo zaključi nosilec predmeta.
• Negativna ocena vaj pomeni ponovno opravljanje vaj v celoti!
VAJE
6
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
• Vaje so obvezne, prisotnost se preverja redno!
• Na vaje lahko hodijo le študentje, ki so redno vpisani (ostali po dogovoru z asistentom in študentskim referatom).
• Pripravljenost na vaje in sprotno delo!
• Obveznost pravočasnega in pravilnega oddajanja zahtevanih nalog!
• Študenti s posebnimi statusi (kategorizirani športniki itd.) se morajo takoj na začetku semestra dogovoriti s predavateljem/asistentom, kako bodo opravljali svoje obveznosti!
VAJE
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 17
Predmet
Gradiva za predmet dosegljiva na strani VIS
– http://kmtm.fs.uni-lj.si/cemek– geslo: ME0109@SK1112– aktualna verzija
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 18
Predmet
• Literatura:– Predloge za predavanja in vaje, http://kmtm.fs.uni-
lj.si/cemek– Lastni zapiski– Norton R.L.: Design of machinery, 2. ed., 1999,
McGraw-Hill– Uicker J.J., Pennock G.R., Shigley J.E.: Theory of
machines and mechanisms, 3. ed., 2003, Oxford University Press
– Sclater N., Chironis N.P.: Mechanisms and mechanical devices sourcebook, 3. ed., 2001, McGraw-Hill
– http://kmoddl.library.cornell.edu/index.php– http://www.dmg-lib.org/dmglib/main/portal.jsp– ...
7
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 19
Predmet
• Računalniške vajeMSC.Adams/View– dinamika sistemov teles– www.mscsoftware.com– Student Edition
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 20
Vsebina
• Predznanja:– mehanika (kinematika,
kinetika, dinamika sistemov teles, kontaktna mehanika ...)
– numerične metode
– geometrija, tehnično risanje, modeliranje
– strojni elementi– ...
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 21
Vsebina
• Opredelitev mehanizmov• Klasifikacija:
– funkcionalnost – zasnova– delovno območje
• Definicija mehanizma, kinematične verige, prostostne stopnje
• Kinematične vezi
Ceccarelli M, 2007
8
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 22
Vsebina
• Analiza kinematike:– matematična in numerična formulacija,– lega, hitrost, pospešek, sunek pospeška,– gibanje točke, gibanje telesa,– mrtve lege, delovno območje,– kinematične in geometrijske inverzije, – trajanje delovnega in povratnega giba, – prenosna funkcija,– razmerje momentov, prenosni kot,– poli hitrosti, poli pospeškov
• Analiza dinamike• Uravnoteženje mehanizmov
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 23
Vsebina
• Sinteza mehanizmov• Proces konstuiranja mehanizma• Preprostejše metode sinteze• Drugi pristopi k sintezi, optimizacija, občutljivostna
analiza• Izdelava mehanizmov, materiali, tolerance, hrup,
vibracije, obraba, vpliv zračnosti
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 24
Vsebina
• Krivuljni mehanizmi• Izvedbe odmičnih krivulj (ali ploskev) in slednikov• Zakonitosti gibanja slednikov
9
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 25
Pomen in vloga mehanizmov
• Prvi elektronski računalnik ENIAC (1946)
• Računski stroj (C. Babbage 1822)
• Elektrika, polprevodniška tehnologija, računalniška podpora so spodbudile razvoj novih vrst pogona, mehanizmov, krmiljenja in regulacije
• mehatronski sistemi: fleksibilnost, preciznost, višja cena• mehanizmi: enostavnost, zanesljivost, prenos velikih sil in hitrosti,
ponavljajoče se gibanje, nižja cena
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini
Vsebina
• Konstruiranje mehanizmov
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 27
Zaključna naloga
• Zaključne naloge: - enotne ali- individualne.
• Cilji naloge:– opredelitev problema
– pridobitev ustreznih informacij (literatura)
– podrobna analiza izbranega primera– teorija, meritve– obvladovanje računalniško podprte
analize mehanizmov
– predstavitev rezultatov in poročilo– delo v skupini ali individualno
Predlogi na: http://kmtm.fs.uni-lj.si/slo/index1.htm
10
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 28
Zaključna naloga
• Zaključna naloga:
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 29
Zaključne naloge– opravljeni primeri
• Zaganjalnik• Vzmetenje kolesa• Zavorni mehanizem• Vzmetenje vozila• Zatezni mehanizem pri varnostnem pasu• Dežnik• Navijalni stroj• Odpiranje avtomobilskih vrat• Krmilni mehanizem lokomotive• …
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 30
Primeri opravljenih nalog
• Analiza vklopa zaganjalnika– kinematična in dinamična analiza– vpliv nastavitev (mere, dušenje)
– Pomik pastorka in stik kontaktne ploščice
11
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 31
Primeri opravljenih nalog
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 32
Primeri opravljenih nalog
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 33
Primeri opravljenih nalog
• Vzmetenje gorskega kolesa– izvedbe– kinematična in dinamična analiza
– vpliv nastavitev (mere, dušenje)
Trajektorije zadnje osi
0
20
40
60
80
100
120
140
160
-10 -5 0 5 10
Pomik x [mm]
Pom
ik y
[m
m]
0
+10
+20
+30
+40
-10
-20
-30
-40
12
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 34
Primeri opravljenih nalog
• Zavora gorskega kolesa– izvedbe zavor– modeliranje mehanskih in hidravličnih elementov
– simulacija zaviranja– vplivi na natančnost in zanesljivost simulacije
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 35
Primeri opravljenih nalog• Vzmetenje vozila
– splošno o konstrukcijskih rešitvah vzmetenja pri vozilih
– kinematična in dinamičnaanaliza mehanizmavzmetenja
– modeliranje v okolju MSC.ADAMS (uporaba modula CAR)
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 36
Primeri opravljenih nalog
• Zatezni mehanizem pri varnostnem pasu– namen in princip delovanja– izvedbe
– dodatne funkcije (omejevanje sile, zategovalnik)
13
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 37
Primeri opravljenih seminarjev
• Dežnik– posamezni sestavni
elementi
– modeliranje kinematike– sile pri odpiranju
– upoštevanje deformabilnosti
Toga telesa
Deformabilna telesa
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 38
Primeri opravljenih seminarjev
• Navijalni stroj– stroj za navijanje žice na
rotor elektromotorja
– analiza obstoječe rešitve– zasnova nove rešitve
– primerjava prednosti in slabosti
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 39
Primeri opravljenih seminarjev
• Mehanizem električnih škarij– univerzalna uporaba– boljša ergonomija– električni pogon, akumulator– izdelava konstrukcijske rešitve
14
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 40
Primeri opravljenih seminarjev
• Mehanizem za odpiranje avtomobilskih vrat– varnostni vidik– omogoča odpiranje vrat pri
prevrnjenem vozilu– originalna zasnova– dimenzioniranje– konstrukcijska rešitev
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 41
Primeri opravljenih nalog
• Kulisni mehanizem– krmiljenje parnega stroja
lokomotive (model 1:3)
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 42
Primeri opravljenih nalog
• KARDAN
15
Katedra za modeliranje v tehniki in medicini 43
Primeri opravljenih nalog
• KARDAN