Vakcode: wb1406
Vaknaam: Experimentele Mechanica

Het betreft een college
TUD studiepunten: 2
ECTS studiepunten: 3

Subfaculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek

Docent(en): J. Booij M.Sc.,  dr.ir. P.Th.L.M. van Woerkom

Tel.: 27 86504 / 27 82792

Trefwoorden:
Meting van statische vervormingen en vormveranderingen:
rekstrooktechnieken, spanningen en vervormingen, lichtverschijnselen, polarisatie en interferentie, reflectie en breking, foto-elastistische methoden, thermo-elastische spanningsmeting, rastermethoden, geometrische Moiré methoden, holografie, laser-spikkel methoden.

Meting aan dynamische systemen:

dynamica modellen, visceuze demping en structurele demping, modale analyse, frequentieresponsie, schatten van modale parameters for single-input/single-output systemen en voor multi-input/multi-output systemen, invloed van sensordynamica, visco-elastische materialen, bepaling van overdrachtsfunctie, operationele aspecten.

Cursusjaar: 4
Periode: 0/0/2/2
Coll.uren p/w: 2
Andere uren: ongeveer 15 uur (lab)
Toetsvorm: mondeling
Tentamenperiode: zie beneden, onder "Opmerkingen"

Voorkennis:  

Wordt vervolgd door:

Uitgebreide beschrijving van het onderwerp:

Deel Statica:

Meting van vervormingen en vormverandering met een aantal meetmethoden:

rekstrook, foto-elastisch, thermo-elastisch, patroonmethoden met laserlicht en met niet-coherent licht. De achtergronden worden besproken en de diverse meetmethoden worden vergeleken. Specifiek komen ter sprake:

  • rekstroken: soorten, meetprincipe, bevestiging, gevoeligheid, beïnvloeding door andere effecten

  • meten met rekstroken: schakeling, meetfouten

  • rozetten

  • opnemers met rekstroken

  • licht: interferentie, dubbele breking, coherentie

  • foto-elasticiteit

  • thermo-elasticiteit

  • rastermethoden met gebruik van gewoon licht

  • holografische interferometrie

  • laser-spikkelmethoden.

Deel Dynamica:

  • overzicht van de te behandelen stof

  • modale analyse van systeem met een enkele vrijheidsgraad en met visceuze demping

  • modale analyse van systeem met een enkele vrijheidsgraad en met structurele demping

  • modale analyse van systeem met meerdere vrijheidsgraden en met visceuze demping (zowel single-input/single-output systemen als multi-input/multi-output systemen)

  • invloed van sensor dynamica op meting

  • visco-elastische materialen: dynamica en experimenten

  • operationele aspecten van modale analyse.

College materiaal:

De collegestof is gebaseerd op de volgende materiaal:

  • deel Statica: dictaat (te verkrijgen bij de docent);

  • deel Dynamica: dictaat (te verkrijgen bij de docent).

Referenties vanuit de literatuur:
Een verwijzing naar een ruime selectie van relevante en goed toegankelijke literatuur is te vinden in de bovengenoemde collegedictaten.

Opmerkingen (specifieke informatie over tentaminering, toelatingseisen, etc.):
Het prakticum vormt een belangrijk onderdeel van dit vak. Studenten worden in overleg ingeroosterd en begeleid in het vierde dimester.

Doel:
Vervormingen in statisch belaste constructies zijn gerelateerd aan belastingen in die constructie. Door externe vervormingen te meten kan men de interne belastingen trachten te bepalen. Met een rekstrookje kan nauwkeurige informatie worden verkregen ter plaatse van dat rekstrookje. Daarentegen kan met andere technieken, zoals optische methoden, informatie worden verkregen over een vrij groot gebied van de constructie.

Vervormingen in dynamische (bewegende) systemen zijn eveneens gerelateerd aan interne belastingen. Tevens geven ze inzicht in de overdrachtsfunctie van het systeem, dat wil zeggen in de relatie tussen input (kracht, koppel) enerzijds en output (verplaatsing, snelheid, versnelling) anderzijds. De structuur van die overdrachtsfunctie en de numerieke waarden van de parameters in die overdrachtsfunctie zijn voorts van belang voor de bestudering van materiaaleigenschappen en voor de voorspelling van systeemgedrag.

Het gebied van de experimentele mechanica speelt dan ook een belangrijke rol in het karakteriseren van systeemgedrag en materiaalgedrag, en in het onderbouwen (valideren) van wiskundige modelllen voor de beschrijving van het mechanisch gedrag. Zowel in grootschalige productiesystemen als in fijnmechanische systemen.

Computer gebruik:
Programmatuur voor signaal analyse, voor gebruik tijdens de laboratorium experimenten.

Practicum:
Drie experimenten aan statisch vervormde constructies en drie experimenten aan dynamische (trillende) systemen. In totaal zes experimenten welke in totaal ongeveer vijftien uur aan uitvoeringstijd vragen. Het doel van deze experimenten is inzicht en ervaring te verkrijgen in het gebruik van de betreffende apparatuur en de analyse en interpretatie van de verkregen gegevens.

Ontwerp component:

Percentage ontwerponderwijs: