Lujuusopin jatko ja FEM (5 op)

Arviointiasteikko

H-5

Sisällön jaksotus

Käsiteltäviä aiheita
- jännitys ja muodonmuutostila moniaksiaalisessa tapauksessa
- vauriohypoteesit
- elementtimenetelmän perusteiden esittely

Tavoitteet

Opintojakso syventää opiskelijan lujuusopin taitoja antaen valmiuksia ja työkaluja monimutkaisten rakenteiden analysointiin.

Sisältö

- jännitys ja muodonmuutostila moniaksiaalisessa tapauksessa
- kokeelliset menetelmät rakenteiden lujuuden arvioinnissa
- vauriohypoteesit
- energiaperiaate
- elementtimenetelmän esittely

Aika ja paikka

Sepänkatu syksy 2018

Oppimateriaalit

Luentokalvot, harjoitustehtävät sekä ohjeita ohjelmien käyttöön ladattavissa Optimasta.
Optimasta löytyy virtuaaliammattikorkeakoulun suomenkielinen materiaali.
Aihetta käsitteleviä kirjoja:
Adams, V. and Askenazi, A. Building Better Products with Finite Element Analyis,OnWord Press,Santa Fe, 1999
Fish,J. and Belytschko, T. A First Course in Finite Elements, Jonhn Wiley & Sons, Ltd, Chichester,2009
Klein, B. FEM Grundlagen und Anwendungen der Finite-Element-Methode im Maschinen- und Fahrzeugbau, Vieweg+Teubner, Wisbaden , 2010
Brand, M. FEM-Praxis mit SolidWorks Simulation durch Kontrollrechnung und Messung verifizieren, Springer Vieweg Wisbaden, 2013
Kirjastosta löytyy e-kirjoja
Finite Element Analysis by Narasaiah, G. Lakshmi
Engineering Analysis with ANSYS Software by Stolarski, Tadeusz, Nakasone, Y., Yoshimoto, S
Finite Element Method : A Practical Course by Liu, G. R. Quek, S. S.
Finite Element Analysis by Bhavikatti, S.S.
Finite Element Methods vs. Classical Methods by Rao, H.S.G.
Opiskelijalla mahdollisuus ladata koneelleen opiskelijaversio kurssilla käytetystä laskentaohjelmasta.

Opetusmenetelmät

Luennoilla tutustutaan matriisilaskennan perusteisiin,syvennetään tietoja moniaksiaalisesta jännitystilasta, tutustutaan FEM-ohjelmien rakenteeseen sekä toimintaan, opetellaan ohjelmien käyttöä,lasketaan suppeita esimerkkejä FEM-ohjelman avulla, tarkistetaan laskelmien oikeellisuutta käsin laskemalla sekä pohditaan asioita jotka vaikuttavat laskettujen tulosten tarkkuuteen.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Loppukokeen ajankohta sovitaan kurssin aikana.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Kurssin tuloksellinen suorittaminen vaatii matematiikan ja aikaisempien lujuusopin kurssien tietosisältöjen hallitsemista. Oppilaan on itse huolehdittava näiden asioiden mahdollisesta kertaamisesta.
Luennot tutustutaan vain keskeisiin asioihin. Kurssin asioiden syvällinen hallitseminen vaatii opiskelijalta omaehtoista tutustumista johonkin materiaalilistassa olevaan teokseen.
Eri aiheista jää tehtäviä itsenäisesti ratkaistavaksi, joita voi palauttaa. Palautetuista tehtävistä saa pisteitä loppukokeeseen.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Arvosana on lopputentin arvosana. Harjoitusten ahkerasta palautuksesta saa lisäpisteitä lopputenttiin.

Hylätty (0)

Ei tunne peruskäsitteitä

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Tuntee jännitystilaan liittyvät peruskäsitteet, tunnistaa erilaiset rakenteet (sauva, palkki, laatta ja kuori) ja osaa periaatteet, miten tehdään FEM-laskelma. Osaa analysoida yksinkertaisen sauva- tai palkkirakenteen käsin laskemalla käyttäen elementtimenetelmää.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Pystyy käyttämään laskentaohjelmaa luotettavasti. Tietää periaatteessa, miten laskentaohjelma toimii. Osaa valita oikean elementtityypin laskentatilanteen perusteella. Pystyy arvioimaan laskennan virhettä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Pystyy itsenäisesti tekemään yksinkertaisia lujuustarkasteluita sekä ymmärtää, miksi laskennassa syntyy virhettä ja osaa omilla valinnoillaan vaikuttaa virheen suuruuteen.