برنامه درسی

• Ashrafi, H. “Dynamics Lecture notes”, University of Kashan, 2020.
• Meriam, J.L. et al. “Engineering Mechanics: Dynamics”, 9th ed. John Wiley & Sons, 2018.
•  Hibbeler, R.C. “Engineering Mechanics: Dynamics”, 14th ed. Prentice Hall, 2015.
• McLean, W.G. et al. “Schaum's Outline of Engineering Mechanics: Dynamics”, 7th ed. McGraw-Hill, 2020 

• مقدمه و تعاریف اولیه علم دینامیک (1 جلسه)
• سینماتیک ذره یا جسم مادی
  • تفاوت حرکت در مسیر خط مستقیم و حرکت زاویه‌ای (1 جلسه)
  • تحلیل حرکت در صفحه در دستگاه مختصات دکارتی (1 جلسه)
  • تحلیل حرکت در صفحه در دستگاه‌های مختصات عمودی - مماسی و قطبی (2 جلسه)
  • تحلیل حرکت در فضا در دستگاه‌های مختصات دکارتی، استوانه‌ای و کروی (1 جلسه)
  • تحلیل حرکت نسبی ذرات (1 جلسه)
  • تحلیل حرکت مقید و وابسته ذرات (1 جلسه)
• سینتیک ذره یا جسم مادی
  • قوانین حرکت نیوتن و اصل دالامبر (1 جلسه)
  • کاربرد قوانین نیوتن برای تحلیل سینتیکی در دستگاه مختصات دکارتی و معادلات حرکت (1 جلسه)
  • کاربرد قوانین نیوتن برای تحلیل سینتیکی در دستگاه‌های مختصات عمودی - مماسی و قطبی
    (1 جلسه)                    ◄  آزمون میان ترم اول  ►
• سینماتیک دستگاه ذرات و جسم صلب در صفحه
  • تعریف انواع حرکت شامل حرکت انتقالی و دورانی محض و حرکت ترکیبی یا کلی (1 جلسه)
  • دوران جسم صلب حول محور دلخواه و تشریح مفاهیم سرعت و شتاب زاویه‌ای آن (1 جلسه)
  • تحلیل سرعت و شتاب نقاط واقع بر روی جسم صلب با استفاده از روابط حرکت نسبی (1 جلسه)
  • تعریف مرکز آنی بدون سرعت و سینماتیک غلتش (1 جلسه)
  • تحلیل حرکت نسبی با محورهای مختصات متحرک و چرخان (1 جلسه)
•  سینتیک دستگاه ذرات و جسم صلب در صفحه
  • تعریف مرکز جرم و ممان اینرسی (1 جلسه)
  • تعمیم قوانین نیوتن برای دستگاه ذرات و جسم صلب در دستگاه مختصات دکارتی (1 جلسه)
  • تعمیم قوانین نیوتن برای دستگاه ذرات و جسم صلب در دستگاه‌های مختصات عمودی - مماسی و قطبی
    (2 جلسه)                      ◄  آزمون میان ترم دوم  ►
• کار و انرژی دینامیکی
  • تفاوت سیستم‌های پایستار و غیرپایستار و اصل بقای انرژی (1 جلسه)
  • کاربرد و تعمیم روش کار و انرژی برای تحلیل سینتیکی ذرات و اجسام صلب (3 جلسه)
  • اصل کار مجازی (1 جلسه)
• ایمپالس و مومنتوم
  • اصل ایمپالس و مومنتوم خطی و زاویه‌ای و بقای مومنتوم (1 جلسه)
  • کاربرد و تعمیم اصل ایمپالس و مومنتوم برای تحلیل سینتیکی ذرات و اجسام صلب (3 جلسه)
  • تحلیل برخورد الاستیک یا پلاستیک و تعیین مرکز تصادم (1 جلسه)               ◄ آزمون نهایی ►

Boyce, W.E. Diprima, R.C. Meade, D.B. Elementary Differential Equations and Boundary Value Problems, 11^th edition, John Wiley & Sons, 2017

Brown, J.W. Churchill, R.V. Fourier Series and Boundary Value Problems, McGraw-Hill, 2012

Chihara, T.S. An Introduction to Orthogonal Polynomials, Courier Corporation, 2014

Duffy, D.G. Advanced Engineering Mathematics with MATLAB®, 4^th edition CRC Press, 2017

Hoffman, K. Kunze, R. Linear Algebra, 2^nd edition, Prentice Hall, 1972

Jeffrey, A. Advanced Engineering Mathematics, Elsevier Academic Press, 2002

Kreyszig, E. Advanced Engineering Mathematics, 10^th edition, John Wiley & Sons, 2012

Lipschutz, S. Lipson, M. Schaum's Outline of Linear Algebra, 6^th edition, McGraw-Hill, 2018

Powers, D.L. Boundary Value Problems: And Partial Differential Equations, 5^th edition, Elsevier Academic Press, 2006

Reddy, J.N. Energy Principles and Variational Methods in Applied Mechanics, John Wiley & Sons, 2017

Wylie, C.R. Barrett, L.C. Advanced Engineering Mathematics, 6^th edition, McGraw-Hill, 1995

Zill, D.G. Advanced Engineering Mathematics, 6^th edition, Jones & Bartlett Learning, 2018

Introduction, Linear Algebra, Vector Spaces, Vector Calculus, Inner And Outer Products And Orthogonality, Matrix Calculus, Determinants And Diagonalization, Cramer’s Rule, Derivative Of A Matrix, The Cayley–Hamilton Theorem, Matrix Eigenvalues And Eigenfunctions, Solutions Of Linear Systems, Systems Of Differential Equations, Linear Differential Equations and Systems, Green’s Functions and Green Theorems, The Laplace Transform, Partial Differential Equations (PDES), Orthogonal Functions, Separable Partial Differential Equations, Boundary Value Problems And Sturm-Liouville Theory, Wave Equation, Heat Equation, Fourier Integrals And Transforms, Use Of Laplace And Fourier Transform Methods For PDES, Numerical Solutions Of Partial Differential Equations, Variational Calculus, Concepts Of Work And Energy, Virtual Work Principles, Hamilton’s Principle For Particles And Rigid Bodies, The Ritz Method, Weighted-Residual Methods

Nisbett, J.K. Budynas, R.G. “Shigley’s Mechanical Engineering Design”, 10^th Ed., McGraw-Hill, 2014

Juvinall, R.C. Marshek, K.M. “Fundamentals of Machine Component Design”, 5^th Ed., John Wiley & Sons, 2016

Norton, R.L. “Machine Design: An Integrated Approach”, 3^rd Ed., Pearson Prentice Hall, 2013

Oberg, E. et al. “Machinery's Handbook”, 29^th Ed., Industrial Press, 2012

Collins, J.A. et al. “Mechanical Design of Machine Elements and Machines”, 2^nd Ed., John Wiley & Sons, 2010

• بیرینگ‌های غلتشی (Rolling Bearings)
  •   ساختار کلی بیرینگ های غلتشی، دقت های ساخت و جنس آنها
  •  معرفی انواع بیرینگ ساچمه‌ای (بلبیرینگ‌ها) و غلتکی (رولربیرینگ‌ها) و ساختار و کاربرد آن‌ها، نامگذاری و شناسایی بلبیرینگ‌ها و رولربیرینگ‌ها در استاندارد ABMA
  •  تعریف عمر بلبیرینگ‌ها و رولربیرینگ‌ها، ضرایب بار برای هر یک از انواع، بار و ظرفیت ایستایی و دینامیکی، عوامل مؤثر بر عمر، ارتباط بین بار، عمر و قابلیت اعتماد، استفاده از جداول جهت تعیین بلبیرینگ و رولربیرینگ مناسب
  •  ملاحظات در کاربرد، نصب و روغنکاری، تلرانس‌های نصب، یاتاقانبندی، پیش‌بارگیری، تثبیت صحیح و شناوری، روش‌های تثبیت محوری و استاندارد آن‌ها، نوار نمدی، غیرتماسی و لابیرنت‌ها
• بیرینگ‌های لغزشی (Journal Bearings)
  • انواع روش‌های روانسازی     ○  تعریف گرانروی و روش‌های اندازه‌گیری آن، آشنایی با استانداردها و جداول روغن
  • مدل بیرینگ پتروف و آشنایی با پارامترهای آن    ○  پایداری و ناپایداری فیلم روغن
  • تحلیل بیرینگ‌های هیدرودینامیکی با تغذیه روغن اتمسفری
  • فرمول بندی و حل معادله‌های حاکم بر آن‌ها     ○  بدست آوردن پارامترهای طراحی حاکم بر کارکرد این نوع بیرینگ‌ها
  • درجه حرارت کارکرد و انتخاب روغن مناسب       ○  بررسی نمودارهای روابط متغیرها
  • لقی و روش‌های تغذیه روغن         ○  ساختار بیرینگ‌های با تغذیه روغن تحت فشار
  • بدست آوردن درجه حرارت تعادل آن‌ها و انتخاب روغن مناسب در شرایط مختلف کارکرد
  • ساختار و جنس بوش و پوسته بیرینگ‌ها
  • آشنایی با بیرینگ کف‌گرد و بیرینگ با روانسازی مرزی                    ◄ آزمون میان ترم – 5 نمره ►
• کلاچ‌ها، ترمزها و کوپلینگ‌ها (Clutches, Brakes & Couplings)
  • تعاریف و کاربردهای صنعتی
  • کلاچ های مخروطی: ساختار و کاربردها، روابط حاکم
  • کلاچ های دیسکی: روابط اساسی حاکم، فشار ثابت و سایش ثابت، ساختار کلاچ‌های دیسکی در خودروها، کلاچ‌های دیسکی چندصفحه و کاربردهای آن‌ها
  • ترمزهای دیسکی: مزایا و کاربردها، روابط حاکم، ساختار ترمزهای دیسکی و مکانیزم انتقال نیرو به لنت‌ها در خودروها، ملاحظات ساخت و مواد در ترمزها و کلاچ‌های دیسکی لنت‌های خشک و تر
  • کلاچ‌ها و ترمزهای تسمه ای: کاربردها، مکانیزم کار و تنش‌های وارده به تسمه، پولی هرزگرد در کلاچ تسمه ای، اعمال نیرو در ترمزهای تسمه ای، خودقفلی در ترمزهای تسمه ای
  • ترمزهای کفشکی: اصول کارکرد و پدیده خود قفلی، ترمزهای کفشکی داخلی و خارج کاسه و روابط حاکم بر آن‌ها، تفاوت عملکرد لنت‌های دو طرف، اصلاحات ساختاری جهت بهبود عملکرد ترمزهای کفشکی، ساختار آن‌ها در خودروها
  • کلاچ‌های کفشکی گریز از مرکز: کاربردها و محدودیت‌ها، ملاحظات طراحی
  • کلاچ‌های کفشکی با لولا در مرکز: روابط حاکم، مزایا و کاربردها
  • اشاره به کلاچ‌های غیرمالشی و کاربرد آن‌ها
• دستگاه‌های انتقال‌قدرت خمپذیر یا قابل‌انعطاف (Flexible Mechanical Elements)
  • انواع روش‌های انتقال توان، انواع روش‌های مکانیکی انتقال توان و عوامل موثر در گزینش نوع
  • محرکه‌های تسمه‌ای: ویژگی‌ها، کاربردها و انواع. تعاریف اولیه در ارتباط با انتقال قدرت توسط تسمه، تسمه‌های تخت و روابط حاکم بر آن ها، ساختار تسمه‌های تخت، پیش کشش تسمه‌ها، کاربرد تسمه تخت برای انتقال مواد (نقاله ها)
  • تسمه‌های V شکل: ساختار، کاربرد و انواع. تعیین ضریب کارکرد، استانداردهای انتخاب تسمه مناسب و تعداد آن. طراحی قرقره‌های چندردیفه، تخمین عمر تسمه، ملاحظات فنی در بکارگیری تسمه های V شکل، تسمه‌های V دندانه دار و ribbed belts و Cog belts
  • زنجیرهای غلتکی انتقال قدرت: تشریح دلایل بکارگیری زنجیر، شناخت ساختار زنجیر، استانداردهای ISO و ANSI در انتخاب یک زنجیر مناسب، زنجیرهای یک و چند ردیفه، مشخصات چرخ زنجیر، ملاحظات تکنولوژیک در ساخت چرخ زنجیر، زنجیرهای استفاده شده در انتقال مواد
  • معرفی تسمه‌های تایم و کاربردآن‌ها، زنجیرهای خاص
  • طناب‌های سیمی، ساختمان، انواع، کاربرد و روش محاسبه                         ◄ آزمون میان ترم – 5 نمره ►
• دستگاه‌های انتقال‌قدرت چرخدنده‌ها (Gears)
  • تعاریف انتقال قدرت توسط چرخدنده‌ها و ویژگی‌ها و کاربرد و انواع آن‌ها، سینماتیک تماس دنده‌ها، منحنی بوش اینولوت، استاندارهای دنده در دنیا، دنده‌های متریک، تکنولوژی ساخت چرخدنده و روش‌های معمول، هندسه تماس و روابط هندسی مربوطه، تداخل و رفع آن
  • چرخدنده های ساده: روابط حاکم بر استحکام استاتیکی دنده ها، اثرات دینامیکی و امکان بروز خستگی خمشی، استحکام خستگی خمشی دندانه‌ها در بارهای دینامیکی، خستگی سطحی دندانه‌ها، روابط تنش هرتز برای تنش لهیدگی دو استوانه و پدیده کچلی سطح دنده‌ها، استحکام خستگی سطحی دندانه‌ها، جنس چرخدنده‌ها، عملیات حرارتی جهت سختکاری آن‌ها، متدولوژی طراحی چرخدنده‌ها و بدست آوردن ابعاد بهینه، پدیده دنده شکارچی
  • چرخدنده های مارپیچ یا هلیکال با محورهای موازی: تعاریف، مزایا و محدودیت ها، تغییرات در روابط سینماتیکی و دینامیکی نسبت به چرخدنده ساده، روابط استحکام خمشی و سطحی و ملاحظات ساختی و تلرانسی
  • چرخدنده‌های هلیکال با محورهای غیرموازی: تعاریف و کاربردها
  • چرخدنده‌های مخروطی: چرخدنده‌های مخروطی ساده، روابط سینماتیکی، روابط نیرویی، اشاره به ضرائب خاص در محاسبات استحکام خمشی و سطحی، چرخدنده‌های مخروطی مارپیچ، چرخدنده صفحه چرخدنده تاج
  • چرخدنده‌های حلزونی (حلزون و چرخ): تعاریف، کاربردها، محدودیت‌ها و مزایا، روابط سینماتیکی و نیرویی، نسبت تبدیل و زاویه راهنما (Lead) و اثر آن بر راندمان، تخمین توان مفید قابل انتقال، ملاحظات ساخت و مواد
• خواص مواد مهندسی (Material Properties)             ◄ آزمون نهایی – ۶ نمره ►