Τεχνική Μηχανική-Στατική (ΜΗΧ 102)

Περιεχόμενο μαθήματος :

Στο μάθημα αυτό ερευνάται η συμπεριφορά των απαραμόρφωτων σωμάτων υπό την επίδραση αξονικών δυνάμεων, στρεπτικών ροπών, καμπτικών ροπών και συνδυασμού φορτίσεων υπό συνθήκες ισορροπίας. Στα πλαίσια του μαθήματος μελετώνται πρακτικές εφαρμογές που αναφέρονται στον σχεδιασμό και την επάρκεια των κατασκευαστικών στοιχείων υπό την επίδραση συνδυασμού φορτίσεων. Περιεχόμενο μαθήματος: Βασικές αρχές της στατικής. Στατική υλικού σημείου (δυνάμεις, διανύσματα). Στερεά σώματα. Σύνθεση, ανάλυση και ισορροπία δυνάμεων. Ισορροπία δυνάμεων και ροπών. Ανάλυση ισοστατικών δικτυωμάτων, σκελετών, εύκαμπτων καλωδίων. Κέντρα βάρους. Γεωμετρική ευστάθεια στη μόρφωση του φορέα. Τα είδη των φορτίσεων των κατασκευών. Ο γραμμικός ολόσωμος φορέας. Ορισμός των εσωτερικών εντατικών μεγεθών. Ανάλυση απλών ισοστατικών φορέων και σύνθετων ισοστατικών σχηματισμών, διαγράμματα εσωτερικών εντατικών μεγεθών. Τριβή.
Εργαστηριακές ασκήσεις: Οι φοιτητές εκπαιδεύονται σε δύο εργαστηριακά πειράματα. Στο πρώτο πείραμα οι φοιτητές εκπαιδεύονται υπό κλίμακα στο εργαστήριο στη μελέτη ισοστατικών και υπερστατικών δικτυωμάτων αλλά και στη χρήση προηγμένων τεχνικών παρακολούθησης των κατασκευών, όπως είναι π.χ. τα παραμορφωσίμετρα ή strain gauges. Στο δεύτερο πείραμα οι φοιτητές έρχονται σε επαφή με τη μελέτη των εσωτερικών εντατικών μεγεθών που αναπτύσσονται σε μία τομή ενός δομικού στοιχείου, π.χ. μίας δοκού. Για την εκτέλεση των πειραμάτων αυτών χρησιμοποιούνται τελευταίου τύπου εργαστηριακές διατάξεις που συμπεριλαμβάνουν προηγμένα συστήματα καταγραφής και επεξεργασίας των δεδομένων των πειραμάτων σε Η/Υ.
 

Μαθησιακά Αποτελέσματα :

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

•  Περιγράφει ένα σύστημα φορέα - δυνάμεων
•  Διακρίνει τα διαφορετικά είδη ισοστατικών φορέων (ολόσωμοι και δικτυώματα) και των δράσεων σε αυτούς
•  Αναγνωρίζει τη συμπεριφορά των απαραμόρφωτων σωμάτων υπό την επίδραση δράσεων
•  Σχεδιάζει (Αναλύει) ένα σύστημα φορέων - δυνάμεων (Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος)
•  Επιλύει σε όρους μηχανικής, την απόκριση των φορέων, της θέσης του κέντρου βάρους σύνθετης διατομής και του μεγέθους της τριβής
•  Κάνει διάγραμμα ροπών, τεμνουσών και αξονικών δυνάμεων στους ισοστατικούς φορείς
•  Εκτιμάει Αξιoλογεί) την απόκριση των κατασκευών αναλόγως των δράσεων σε αυτές
•  Πειραματίζεται σε προσομοιώματα φορέων, υπό κλίμακα, μέσω των εργαστηριακών ασκήσεων
•  Εξασκείται σε πειραματικές μεθόδους και πειραματικά εργαλεία

Γενικές Ικανότητες :

Γενικές ικανότητες που ενισχύει το μάθημα :

•  Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
•  Λήψη αποφάσεων
•  Αυτόνομη εργασία
•  Γραπτή επικοινωνία
•  Προφορική επικοινωνία
•  Διαχείριση Χρόνου
•  Αυτοπεποίθηση
•  Χρήση Υπολογιστή
•  Επίλυση προβλημάτων
•  Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων

Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές :

Οργάνωση διδασκαλίας :

Άλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :
1η εβδομάδα: Εισαγωγή στις βασικές έννοιες της Τεχνικής Μηχανικής - Στατικής.
2η εβδομάδα: Η διανυσματική έκφραση των Δυνάμεων, Συστήματα Δυνάμεων, Σύνθεση δυνάμεων
3η εβδομάδα: Διανυσματική έκφραση της Ροπής, Θεώρημα Varigon, Ροπή ζεύγους δυνάμεων, Ασκήσεις
4η εβδομάδα: Τα είδη των στηρίξεων των φορέων, Είδη φορτίων, Η έννοια της ισοστατικότητας, Ισοστατική δοκός, Διάγραμμα Ελεύθερου Σώματος
5η εβδομάδα: Ασκήσεις
6η εβδομάδα: Δικτυωτός φορέας, Μέθοδος κόμβων, Μέθοδος τομών Ritter
7η εβδομάδα: Ασκήσεις
8η εβδομάδα: Εσωτερικά εντατικά μεγέθη (ροπών, τεμνουσών, αξονικών δυνάμεων)
9η εβδομάδα: Σχεδιασμός διαγραμμάτων αξονικών δυνάμεων, τεμνουσών και ροπών
10η εβδομάδα: Ασκήσεις
11η εβδομάδα: Υπολογισμός κέντρου βάρους σύνθετης διατομής, Ασκήσεις
12η εβδομάδα: Υπολογισμός τριβής, Ασκήσεις
13η εβδομάδα: Ασκήσεις σε όλη την ύλη
OrganizationComment1:Εκτός του εβδομαδιαίου ωρολογίου προγράμματος, προγραμματίζονται τουλάχιστον 5 ώρες φροντιστηριακού μαθήματος και δύο πρόοδοι του μαθήματος, μια στο μέσον της ύλης και μια στην ολοκλήρωση αυτής.
 

Αξιολόγηση :

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση:

Σχόλια για την Αξιολόγηση των Φοιτητών :
Ο τελικός βαθμός αποτελεί σύνθεση περισσότερων του ενός παραγόντων. Τόσο οι πρόοδοι όσο και η τελική γραπτή εξέταση γίνονται με ανοιχτά βιβλία. Αξιολογείται η ικανότητα των φοιτητών να αναγνωρίσουν ένα πρόβλημα, να το σχεδιάσουν τεχνικά ορθά μέσω του διαγράμματος ελευθέρου σώματος, να συνδέσουν γνώσεις από τη βιβλιογραφία, να οργανώσουν και να εφαρμόσουν τη μεθοδολογία επίλυσης και να εκφραστούν χρησιμοποιώντας επιστημονική ορολογία. Όσον αφορά στις εργαστηριακές ασκήσεις, αξιολογείται η ικανότητα των φοιτητών να περιγράψουν την πειραματική διαδικασία που διδάχθηκαν χρησιμοποιώντας τεχνική και επιστημονική ορολογία και βασιζόμενοι στα πειραματικά αποτελέσματα, να εκφράσουν τη συμπεριφορά του φορέα μέσω σχεδιασμού διαγραμμάτων (π.χ. τάσεων παραμορφώσεων, δύναμης βύθισης, διαγραμμάτων NQM) και να εκτιμήσουν τη συμπεριφορά ανάλογων κατασκευών φυσικής κλίμακας.
 

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία :

Beer Ferdinand P., Johnston Russell E., Mazurek F. David, "Στατική", 11η Εκδοση, ISBN: 978-960-418-739-3, Εκδόσεις Τζιόλας
Marsden Jerold E. Tromba Antony J., "ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ", ISBN: 978-960-7309-45-7, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
The International Journal of Mechanical Sciences (IJMS) / Elsevier
Journal of Engineering Mechanics / ASCE Library