آموزش حل مساله در دینامیک مهندسی

امروزه طراحی مهندسی، مستلزم توانایی تحلیل بالایی است و مطالعه مکانیک مهندسی به واقع این توانایی را پرورش می دهد. آن چه که در مکانیک مهندسی برای انواع سازه ها و ماشین های مورد توجه مهندسین، حائز اهمیت است، مدل سازی ریاضی شامل: اثرات نیرو و حرکت و تحلیل آن ها است.

درس دینامیک مهندسی در دوره کارشناسی به عنوان یک درس اصلی برای رشته های مهندسی مانند: مکانیک، هوافضا، عمران، مکانیک ماشین های کشاورزی و … ارائه می گردد و در رشته های مهندسی مکانیک و هوافضا در کنکور کارشناسی ارشد نیز مطرح می شود. مطالب ارائه شده در این فرادرس می تواند در برخی از مباحث، برای دانشجویان رشته های فیزیک (درس مکانیک تحلیلی) نیز مفید باشد، همچنین این درس می تواند پایه و اساس بسیاری از مفاهیم طراحی در رشته های دیگر مانند طراحی ربات در رشته های برق، رباتیک و … تلقی شود.

بنابر اهمیت بسیار زیاد حل مساله در افزایش توانایی تجسم، مدل سازی و تحلیل مسائل دینامیک مهندسی، در این آموزش مراحل زیر دنبال می شوند:

• حل مثال های آموزشی جهت تثبیت مفاهیم اولیه و روابط (این مثال ها بیش تر جنبه آموزشی دارند.)
• حل مسائل تکمیلی
• حل مسائل تستی (آمادگی برای کنکور کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک و هوافضا)
• در نظر گرفتن تمرین های آخر هر درس در قالب تست های تالیفی

فهرست سرفصل ها و رئوس مطالب مطرح شده در این مجموعه آموزشی، در ادامه آمده است:

• درس یکم: سینماتیک ذرات
  • حرکت مستقیم الخط
  • حرکت منحنی الخط در صفحه
  • دستگاه مختصات متعامد (x-y)
  • دستگاه مختصات عمودی – مماسی (n-t)
  • دستگاه مختصات قطبی (r-𝜃)
  • حرکت منحنی الخط فضایی
  • حرکت نسبی (محورهای انتقالی)
  • حرکت مقید ذرات متصل به هم
• درس دوم: سینتیک ذرات
  • رویکرد نیرو – جرم – شتاب
    • قانون دوم نیوتن
    • معادله حرکت و حل مسائل
    • حرکت مستقیم الخط
    • حرکت منحنی الخط
  • رویکرد کار – انرژی
    • کار و انرژی جنبشی
    • انرژی پتانسیل
  • رویکرد ضربه – مومنتم
    • ضربه خطی و مومنتم خطی
    • ضربه زاویه ای و مومنتم زاویه ای
  • کاربردهای خاص
    • برخورد
    • حرکت در میدان نیروی مرکزی
    • حرکت نسبی
• درس سوم: سینتیک سیستم ذرات
  • صورت تعمیم یافته قانون دوم نیوتن
  • کار و انرژی
  • ضربه – مومنتم
  • بقای مومنتم و بقای انرژی
  • جریان دائمی جرم
  • جرم متغیر
• درس چهارم: سینماتیک صفحه ای اجسام صلب
  • دوران
  • حرکت مطلق
  • سرعت نسبی
  • مرکز آنی دوران
  • شتاب نسبی
  • حرکت نسبت به محورهای دوار
• درس پنجم: سینتیک صفحه ای اجسام صلب
  • رویکرد نیرو – جرم – شتاب (با ارائه کاربرد مبحث ممان اینرسی جرمی در دوران صفحه ای)
    • معادلات کلی حرکت
    • حرکت انتقالی
    • دوران حول محور ثابت
    • حرکت صفحه ای کلی
  • رویکرد کار – انرژی
    • روابط کار و انرژی
    • تعیین شتاب با استفاده از معادله کار و انرژی، کار مجازی
  • رویکرد ضربه – مومنتم
    • معادلات ضربه و مومنتم
• درس ششم: مبانی دینامیک سه بعدی جسم صلب
  • سینماتیک
    • انتقال
    • دوران حول محور ثابت
    • حرکت در صفحات موازی
    • دوران حول نقطه ثابت
    • حرکت کلی
  • سینتیک (با ارائه کاربرد مبحث ممان اینرسی جرمی در دوران سه بعدی، تانسور ممان اینرسی جرمی)
    • مومنتم زاویه ای
    • انرژی جنبشی
    • معادلات مومنتم – انرژی
    • حرکت در صفحات موازی
    • حرکت ژیروسکوپی (حرکت تقدیمی پایا)
• درس هفتم: حل تست های منتخب کنکور کارشناسی ارشد رشته های مهندسی مکانیک و مهندسی هوافضا (از سال ۱۳۹۰ تا ۱۳۹۷)

مفید برای رشته های

• مهندسی مکانیک
• مهندسی عمران
• مهندسی هوافضا