Strukturdynamiska beräkningar
Structural Dynamic Computing

VSMN10, 7.5 högskolepoäng, A (Avancerad nivå)

Gäller för: 2024/25
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning V
Beslutsdatum: 2024-04-17
Ikraftträdande: 2024-05-08

Allmänna uppgifter

Fördjupning: Avancerad nivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Valfri för: F4, F4-bem, M4, Pi4-bem, V4-ko
Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska

Syfte

Kursen syftar till att ge kunskaper om teori, beräkning och mätmetoder inom området strukturdynamik. Den skall också utveckla förmågan att i projektarbeten utvärdera modeller med hjälp av beräkningsprogram i förhållande till laborativa resultat. Kursen syftar också till att ge färdigheter i skriftlig och muntlig presentation.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna lösa och analysera konceptuella konstruktionsuppgifter baserade på några verkliga strukturproblem.
• Kunna mäta, beräkna och diskutera fysikaliska egenskaper på dessa konstruktioner.
• Kunna jämföra, relatera och verifiera egna beräkningsresultat mot uppmätta värden.
• Kunna identifiera, tillämpa och reflektera kring de fysikaliska begreppen och deras matematiska syntax.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna analysera generella enfrihetsgradsproblem.
• Kunna definiera, beräkna och analysera flerfrihetsgradsproblem inom strukturdynamik, baserade på finit elementformulering.
• Kunna tillämpa, värdera och reflektera kring olika lösningstrategier för strukturdynamiska problem.
• Kunna omsätta avancerade beräkningsmetoder inom strukturdynamik för att lösa problem där det finns flera olika lösningsalternativ och kunna värdera skillnaden i metod och resultat.
• Kunna förklara, argumentera för och reflektera kring vald lösningsmetod under ett slutseminarium.
• Kunna använda avancerade beräkningsprogram.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna självständigt och kritiskt granska, jämföra och värdera olika lösningsförslag och förslagens noggrannhet i en öppen diskussion.
• Föreslå lösningar på basen av otydliga förutsättningar, diskutera dessa och se deras räckvidd och föreslå förändringar i förutsättningarna.
• Sammanfatta resultat i en beräkningsrapport och jämföra och värdera kollegors rapporter i relation till egna resultat.

Kursinnehåll

Enfrihetsgradsmodeller. Generaliserade enfrihetsgradsmodeller. Tidsintegration; Newmarks metod, implicit metod, explicit metod. Flerfrihetsgradsmodeller; finita element, direkt integration, modal syntes, egenvärdesanalys, responsdiagram. Jordbävningsanalys.

Föreläsningarna beskriver de teoretiska begreppen i anslutning till tillämpningen, med konceptuella konstruktionsuppgifter som visar hur de realistiska frågeställningarna nyanserar de matematiska och numeriska beskrivningarna. Konstruktionsuppgifter hämtas i ett första hand inom området tillämpad mekanik med finita elementmetoden som bas för arbetet.

Utöver detta presenteras aktiviteter som berör generella programsystem för finita elementberäkningar, t.ex. Abaqus. Även verktyget Calfem används. Sådana programsystem kan användas inom en bred uppsättning fysikaliska/ingenjörsproblem. Konstruktionsuppgift 2 utformas så att det är naturligt att använda något av dessa programsystem.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning: Bedömningen sker med utgångspunkt från inlämnade uppgifter, två beräkningsrapporter, teoritest och muntliga diskussioner vid seminarier.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0110. Benämning: Strukturdynamiska beräkningar.
Antal högskolepoäng: 7.5. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5).

Antagningsuppgifter

Förkunskapskrav:

• VSMN30 Finita elementmetoden - konstruktionsberäkningar: delprov Konstruktionsuppgifter 2.5 hp ELLER FHLF01 Finita elementmetoden ELLER FHLF10 Finita elementmetoden och introduktion till materialmekanik ELLER FHLF20 Finita elementmetoden ELLER FHLF25 Finita elementmetoden och introduktion till materialmekanik

Kurslitteratur

• Anil K. Chopra: Dynamics of Structures - Theory and Applications to Earthquake Engineering. Pearson, 2020.
• Austrell et al: CALFEM - A finite element toolbox. Freely available online.

Kontaktinfo

Kursansvarig: Peter Persson, peter.persson@construction.lth.se
Hemsida: https://www.byggmek.lth.se/utbildning/kurser/