دانشکده مهندسی پزشکی
کارشناسی (اصلی)
عنوان درس: استاتیک در مهندسی پزشکی
تعداد واحد 3 پیش نیاز ریاضی عمومی 1 و فیزیک عمومی 1
هم نیاز -
هدف
-
آشنایی تعادل اجسام در حالت دو بعدی و سه بعدی
-
آشنایی با انواع بارگذاری ها
- آشنایی با رفتار مکانیکی مواد
سرفصل و رئوس مطالب
مقدمه:
مروری بر کمیت ها، جبر برداری، قوانین نیوتون و سیستم آحاد، ضرب داخلی و خارجی بردارها
نیرو و گشتاور:
تعیین برآیند نیروهای هم جهت، لنگریک نیرو نیرو حول یک خط و حول یک نقطه، ، زوج نیرو، سیستم کوپل نیرو، برآیند یک سیستم عمومی نیرو، تعیین نیروی معادل از سیستم نیروهای صفحه ای
دیاگرام آزاد:
آشنایی با انواع تکیه گاه ها، نحوه ترسیم دیاگرام آزاد جسم صلب
تعادل:
قوانین تعادل، معادلات تعادل اجسام صلب و تعیین نیروهای تکیه گاهی، شرایط تعادل استاتیکی، نامعین استاتیکی
سازه ها :
خرپاها ( اعضاء دو نیرویی، روش گره و روش مقطع )، قاب ها و اجزاء ماشین.
نیروهای توزیع شده :
مرکز جرم و مرکز هندسی یک جسم مرکب، اشکال مرکب و خطوط.
تیرها :
نیروهای برشی، تعیین نیروهای داخلی، دیاگرام نیروهای برشی و ممان خمشی، روابط حاکم بین نیروهای برشی و ممان خمشی و بار گسترده .
تعادل انسان:
معادلات تعادل در سیستم اسکلتی عضلانی، محاسبه نیروهای عضلانی و عکس العمل مفاصل
اصطکاک :
قوانین اصطکاک خشک، زاویه اصطکاک، گوه، پیچ ها، یاتاقان ها، دیسک ها، اصطکاک غلتشی و تسمه ای.
کارمجازی:
روش کار مجازی در تخمین نیروهای عکس العمل و جابجایی
کابل های تحت بارگذاری
لنگرهای مساحت و حاصل ضرب های اینرسی :
روش انتگرال گیری، قضیه انتقال محورهای موازی و سطح مرکب، دوران محورها
مفاهیم عمومی تنش:
تنش، تعریف تنش، انواع تنش.
تحلیل تنش در میله های تحت بار محوری:
بارگذاری محوری هم مرکز، تنش مجاز، ضریب اطمینان، تنش برشی در اتصالات پرچ، پیچ و مهره
کرنش و تغییرشکل در اعضا تحت اثر بارمحوری:
تعریف کرنش، روابط تنش کرنش، قانون تک محوری هوک، بررسی منحنی تنش- کرنش، ضریب پواسون، قانون هوک عمومی برای مواد ایزوتروپ همگن، تغییرشکل میله در بارگذاری محوری و حل مسایل نامعین استاتیکی.
مراجع:
-
Meriam, J. L., “Engineering Mechanics-STATICS “, JOHN WILEY. 2012
-
N. Ozkaya, M. Nordin, “Fundamentals of Biomechanics : Equilibrium, Motion, and Deformation “, Springer, Chapters 3-5.2012
- Ünal, Mustafa, Ozan Akkuş, and Randall E. Marcus. "Fundamentals of MusculoskeletalBiomechanics." In Musculoskeletal Research and Basic Science, pp. 15-36. Springer, Cham, 2016. .