آموزش دینامیک پیشرفته | تدریس خصوصی | منابع | پروژه

.
موبایل            کامپیوتر            تلگرام

تماس              پیامک

مباحث کنترل دینامیک پیشرفته ارشد

1. ملاحظات پایه

   • عملیات برداری
     • جبر و محاسبات
     • حساب برداری — سرعت و شتاب
   • مکانیک نیوتنی
     • قوانین نیوتن
     • سیستم‌های واحد
     • انرژی و تکانه
   • نگاه کلی

2. سینماتیک ذرات

   • متغیرهای مسیر
     • اجزای مماس و نرمال
     • توصیف پارامتریک منحنی‌ها
     • جهت بینورمال و تاب منحنی
   • مختصات کارتزین مستطیلی
   • مختصات خمیده
     • مختصات استوانه‌ای و قطبی
     • مختصات کروی
     • مختصات خمیده دلخواه
   • توصیف سینماتیکی ترکیبی

3. حرکت نسبی

   • تبدیلات مختصات
     • تبدیلات چرخشی
     • ترتیب‌های چرخش
   • جابجایی
   • مشتقات زمانی
   • سرعت زاویه‌ای و شتاب
     • توصیف تحلیلی
     • روش انجام محاسبات
   • تحلیل سرعت و شتاب با استفاده از چارچوب مرجع متحرک
   • مشاهدات از چارچوب مرجع متحرک

4. سینماتیک اجسام صلب محدود

   • معادلات عمومی
   • زاویه‌های اویلری
   • اتصالات و لینک‌ها
   • حرکت غلتشی

5. تأثیرات اینرسی برای اجسام صلب

   • تکانه خطی و زاویه‌ای
     • سیستم ذرات
     • اجسام صلب — معادلات پایه
     • انرژی جنبشی
   • خواص اینرسی
     • ممان‌ها و ضرب‌های اینرسی
     • تبدیلات
     • بیضوی اینرسی
     • محورهای اصلی
   • نرخ تغییر تکانه زاویه‌ای

6. معادلات نیوتن–اویلر حرکت

   • معادلات بنیادی
     • ملاحظات پایه
     • روش انجام محاسبات
   • حرکت صفحه‌ای
   • معادلات نیوتن–اویلر برای سیستم‌ها
   • اصول تکانه و انرژی
     • اصول تکانه–اندازه حرکت
     • اصول کار–انرژی
     • برخورد اجسام صلب

7. مقدمه‌ای بر مکانیک تحلیلی

   • پس‌زمینه
     • اصل کار مجازی
     • اصل کار مجازی دینامیکی
   • مختصات تعمیم‌یافته و محدودیت‌های سینماتیکی
     • انتخاب مختصات تعمیم‌یافته
     • معادلات محدودیت
     • فضای پیکربندی
   • ارزیابی جابجایی‌های مجازی
     • روش تحلیلی
     • روش سینماتیکی
   • نیروهای تعمیم‌یافته
     • تعریف نیروهای تعمیم‌یافته
     • ارتباط نیروهای محدودیت و شرایط
     • نیروهای محافظه‌کار
   • معادلات لاگرانژ
   • حل معادلات برای سیستم‌های هولونومیک

8. مختصات تعمیم‌یافته محدود

   • معادلات لاگرانژ — حالت محدود
   • روش‌های محاسباتی
     • الگوریتم‌ها
     • بررسی خطای عددی
     • شرایط اولیه
     • تحلیل اصطکاک کولمب

9. فرمول‌بندی‌های جایگزین

   • اصل همیلتون
     • استنتاج
     • حساب تغییرات
     • روش سری ریتز
   • اصول تکانه تعمیم‌یافته
     • معادلات همیلتونی
     • حفظ همیلتونی
     • مختصات قابل چشم‌پوشی و روش روث
   • فرمول‌بندی با شبه‌مختصات
     • سرعت‌ها و شبه‌مختصات
     • معادلات گیبس–اپل
     • معادلات کین
     • رابطه بین فرمول‌بندی‌ها

10. تأثیرات ژیروسکوپی

    • حرکت آزاد
      • اجسام محور متقارن
      • اجسام دلخواه
      • ساختار پوانسو برای اجسام دلخواه
    • چرخش توپی
    • ژیروسکوپ‌ها برای هدایت اینرسی
      • ژیروسکوپ آزاد
      • ژیروکامپس
      • ژیروسکوپ تک‌محوری

پست پیشنهادی : آموزش کنترل غیرخطی
پست پیشنهادی : آموزش کنترل مدرن 
پست پیشنهادی : آموزش مکانیک مدارهای فضایی

منابع و کتاب های دینامیک پیشرفته ارشد

1. Advanced Engineering Dynamics – Ginsberg  (پیشنهادی)

   • سینماتیک ذرات و اجسام صلب با جزئیات برداری و مختصات چندبعدی.
   • تحلیل حرکت نسبی با قاب‌های مرجع متحرک، نکته‌ای که در بسیاری از کتاب‌ها به شکل جامع نیامده.
   • معادلات نیوتن–اویلر و برخوردهای غیرارتجاعی با مثال‌های کاربردی مرحله‌به‌مرحله.
   • مکانیک تحلیلی با استفاده از مختصات عمومی و مفهوم کار مجازی.

2. Dynamics of Mechanical Systems – Greenwood (پیشنهادی)

   • تمرکز بر سیستم‌های چند جسمی و مکانیزم‌های پیچیده.
   • تحلیل انرژی و تکانه در سیستم‌های متصل و تعاملات بین اجزای مختلف.
   • مثال‌های کاربردی صنعتی و حل مسائل واقعی طراحی مکانیزم‌ها.

3. Engineering Mechanics: Dynamics – R. C. Hibbeler

   • پوشش کامل حرکت ذرات و اجسام صلب با نمودارها و دیاگرام‌های آموزشی فراوان.
   • تحلیل انرژی، تکانه و برخوردها با حل مسئله مرحله‌به‌مرحله.
   • مناسب برای مرور سریع و کاربردی برای دانشجویان کارشناسی و ارشد.

4. Mechanical Engineering Dynamics – Meriam & Kraige (مریام)

   • تمرکز بر اصول اولیه و پایه‌ای دینامیک، مناسب برای کسانی که می‌خواهند مفاهیم را عمیق درک کنند.
   • شامل برخوردها، حرکت ذرات و اجسام صلب، و تحلیل دینامیک سیستم‌های چند جسمی.
   • دارای مثال‌های کاربردی و تمرین‌های استاندارد برای آموزش مرحله‌به‌مرحله.

5. Classical Dynamics of Particles and Systems – Thornton & Marion (ماریون)

   • پوشش جامع مکانیک کلاسیک، سیستم‌های ذرات و اجسام صلب.
   • روش‌های Lagrange و Hamilton با توضیحات مفصل.
   • تحلیل حرکت نسبی و حرکت پیچیده سیستم‌ها با مثال‌های کاربردی و مطالعات موردی.

6. Engineering Mechanics: Dynamics – Roy

   • حل مسئله محور و کاربردی برای مهندسین، مناسب مرور سریع مفاهیم.
   • تحلیل حرکت ذرات، اجسام صلب و برخوردها با مثال‌های مهندسی کاربردی.
   • دارای توضیحات واضح برای حل مسائل عددی و تحلیلی.

7. Classical Mechanics – Goldstein (گلدشتاین)  (حرفه ای)

   • کتاب پیشرفته مکانیک تحلیلی، تمرکز بر Lagrange و Hamilton.
   • تحلیل سیستم‌های چند جسمی پیچیده و اجسام صلب غیرمعمول.
   • روش‌های تحلیلی دقیق و مثال‌های عمیق مناسب دانشجویان ارشد و دکتری.

8. Dynamics of Particles and Rigid Bodies – Reza N. Jazar

   • تحلیل حرکت ذرات و اجسام صلب با رویکردی مدرن و کاربردی.
   • شامل حرکت نسبی، برخوردها و سیستم‌های مکانیکی چند جسمی.
   • مثال‌های کاربردی با حل مرحله‌به‌مرحله برای دانشجویان ارشد.

9. Analytical Mechanics – Fowles & Cassiday

   • تمرکز بر مکانیک تحلیلی، روش‌های Lagrange و Hamilton.
   • توضیحات شفاف و مثال‌های گام‌به‌گام برای درک بهتر مفاهیم تحلیلی.
   • کتاب مرجع برای شروع مکانیک تحلیلی پیشرفته.

10. Engineering Mechanics – Dynamics (Beer & Johnston)

    • تحلیل حرکت ذرات و اجسام صلب با مثال‌های کاربردی مهندسی.
    • تمرکز بر حل مسئله و یادگیری گام‌به‌گام مفاهیم دینامیک کلاسیک.
    • دارای دیاگرام‌ها و تصاویر آموزشی برای تحلیل دقیق حرکت.

11. Classical Dynamics – Kane & Levinson

    • تمرکز بر روش Kane برای تحلیل سیستم‌های چند جسمی پیچیده.
    • شامل الگوریتم‌های حل و مثال‌های پیشرفته مهندسی.
    • مناسب برای تحقیقات و تحلیل دقیق مکانیک سیستم‌های مکانیکی پیشرفته.

نرم افزارهای دینامیک پیشرفته ارشد

1. MATLAB / Simulink

   • تحلیل دینامیک سیستم‌ها، حل معادلات دیفرانسیل و شبیه‌سازی حرکت اجسام صلب.
   • Simulink برای شبیه‌سازی گرافیکی و طراحی کنترل‌کننده‌ها به صورت مدل محور.
   • توابع آماده برای تحلیل پاسخ سیستم، مکان قطب‌ها، و طراحی کنترل مقاوم.

2. ANSYS / ANSYS Mechanical

   • تحلیل المان محدود برای دینامیک اجسام صلب و سیستم‌های مکانیکی.
   • بررسی تنش، کرنش، و پاسخ دینامیکی تحت بارگذاری‌های مختلف.
   • قابلیت شبیه‌سازی حرکت پیچیده مکانیزم‌ها و تحلیل لرزش‌ها.

3. SolidWorks / SolidWorks Motion

   • طراحی سه‌بعدی قطعات و مجموعه‌ها با قابلیت شبیه‌سازی حرکت و دینامیک مکانیزم‌ها.
   • تحلیل برخوردها و محدودیت‌های حرکت با رابط کاربری گرافیکی آسان.
   • امکان استخراج داده‌های حرکت و نیرو برای تحلیل و بهینه‌سازی.

4. CATIA / CATIA Kinematics

   • شبیه‌سازی دینامیک مکانیزم‌ها و طراحی قطعات پیشرفته هوافضا و خودرو.
   • تحلیل مسیر حرکت و محدودیت‌های مکانیکی با دقت بالا.
   • مدل‌سازی parametric و امکان اتصال به نرم‌افزارهای تحلیل حرارتی و سیالات.

5. Adams / MSC Adams

   • تحلیل دینامیک چندجسمی (Multi-Body Dynamics) با جزئیات بالا.
   • شبیه‌سازی سیستم‌های مکانیکی پیچیده، شامل چرخ‌دنده‌ها و لینک‌ها.
   • محاسبه نیرو، شتاب، و واکنش‌ها در مکانیزم‌ها و خودروها.

6. MapleSim

   • شبیه‌سازی دینامیک سیستم‌ها با مدل‌سازی معادلات تحلیلی.
   • تمرکز بر تحلیل انرژی و حرکت پیچیده در سیستم‌های مکانیکی و الکترومکانیکی.
   • اتصال مستقیم به MATLAB برای تحلیل‌های عددی و کنترل.

7. LabVIEW

   • جمع‌آوری داده‌های سنسورها و شبیه‌سازی دینامیک سیستم‌ها در زمان واقعی.
   • کنترل سیستم‌های مکانیکی و تحلیل سیگنال با رابط گرافیکی ساده.
   • ادغام با سخت‌افزار برای تست و اندازه‌گیری حرکت و نیرو.

8. COMSOL Multiphysics

   • شبیه‌سازی چندفیزیک شامل دینامیک، حرارت، سیالات و الکترومغناطیس.
   • مدل‌سازی حرکت اجسام صلب و تحلیل پاسخ دینامیکی تحت بارهای مختلف.
   • امکان coupling با ماژول‌های مکانیک و تحلیل ارتعاشات.

9. Python (NumPy, SciPy, SymPy)

   • تحلیل عددی و تحلیلی دینامیک سیستم‌ها و مکانیک تحلیلی.
   • حل معادلات دیفرانسیل، شبیه‌سازی حرکت و پردازش داده‌های تجربی.
   • کتابخانه‌های تخصصی برای شبیه‌سازی حرکت چندجسمی و تحلیل ارتعاشات.

10. Abaqus / Abaqus Explicit

    • تحلیل دینامیک غیرخطی، برخوردها و ارتعاشات اجسام صلب و نرم.
    • شبیه‌سازی دقیق پاسخ مکانیکی در شرایط پیچیده و بارگذاری واقعی.
    • استفاده در طراحی خودرو، هوافضا و مهندسی مکانیک پیشرفته.