On varmaan luonnollista (vai loogista?), että konemusiikki Dj opiskelee koneinsinööriksi? Harrastan Dj soittelua ja yllä olevassa kuvassa on yksi vinyyleistäni R.T.Z. (Return To Zero) – Dance your ass off ja mikseri Ecler Nuo 2.0, joka on kytkettynä kahteen vinyylisoittimeen. Aloitin koneinsinööri opiskelun 2018 keväällä ja olen suorittanut yhteensä neljä moduulia ja nyt on käynnissä viides moduuli palkkirakenteen suunnittelusta. Kevät alku on pitkälti mennyt perusteiden oppimiseen: matematiikkaa, fysiikkaa, liikeoppia, statiikkaa, konepiirustuksia ja englannin kielen opiskelua. Tässä blogipostauksessa kuitenkin on tarkoitus käydä läpi edellisen moduulin aiheita pääpiirteittäin ja jatkaa siitä sitten eteenpäin. Tekstissä on jonkin verran tieteellisiä käsitteitä, joihin löydät selityksen alta.
Syksyn ensimmäinen moduuli koostui lujuusopin perusteista, materiaalitekniikasta, valmistusmenetelmistä ja ruotsin kielen opiskelusta. Moduulin aikana tehtiin 4-6 hengen moduuliharjoitustyö. Harjoitustyön aiheena meidän ryhmässä oli soutuveneen vinssin analysoiminen hyödyntäen moduulissa opittavista aiheista. Vinssin analysointi ryhmän kesken jaettiin ryhmässä kolmeen osa-alueeseen ja pareittain jokainen otti oman alueen työstettäväksi. Minun osion aiheena oli vinssin valmistusmenetelmät ja miettiä vinssin markkinoita yleisellä tasolla. Kyseinen osa-alue oli minulle hyvin mieleinen, koska olin kesällä käynyt HAMK:ssa liiketalouden puolelta markkinointiin liittyvän moduulin. Vinssi harjoitustyöstä laadittiin powerpoint esitelmä, sekä kirjoitettiin n. 15-20 sivuinen raportti sisältäen vinssin materiaaliteknillisiä, valmistusmenetelmällisiä ja lujuuslaskennallisia päätelmiä.
Lujuusoppi tai lujuuslaskenta on mekaniikan osa-alue, jossa tavoitteena on selvittää kiinteän kappaleen mekaanista käyttäytymistä hallitsevia lakeja. Lujuusoppi pohjautuu Newtonin I, II ja III lakeihin ja erityisesti statiikan peruskäsitteet tulevat käyttöön. Lisäksi lujuusopissa laskuihin tulevat mukaan materiaalien mekaaniset ominaisuudet. Titaanista valmistetusta tuotteesta saadaan ominaisuuksiltaan erittäin laadukasta. Se on erittäin luja metalli suhteessa sen painoon, mutta hinta on myös korkeampi. Materiaalitekniikka oli osa-alue, jossa käytiin näitä metallien ominaisuuksia paljon läpi. Osio keskittyi enemmän kirjallisuus puoleen kuin kemian laskennalliseen ja osiossa oli paljon ryhmä ja/tai yksilötöitä, joita tehtiin materiaalitiedon kartuttamiseen. Päällimmäisenä jäi itselläni mieleen esim. komposiitit, keraamit, kerta/kestomuovit, kevyetmetallit (alumiini, magnesium, titaani), HSLA (High-strength low-alloy steel), PVB (Polyvinyylibutyraali) ja nanotekniikka. Joistain materiaaleista on haasteellista löytää hyvää tietoa, esimerkiksi PVB:stä löytyi vain englannin kieliseltä sivulta perustietoa.
Materiaalitekniikassa tehtiin myös metalli näytteille sarja kokeita, joissa mitattiin metalli näytteiden kovuutta, iskusitkeyttä ja lujuutta. Lujuus vetokokeessa tuli oleelliseksi ymmärtää jännitysvenymäkuvaajaa, josta voi selvittää milloin metallitanko on plastisella, milloin kimmoisella alueella ja milloin se lopuksi katkeaa poikki. Alla on ohjeellinen esimerkki minkälainen jännitysvenymäkäyrä on, mutta internetistä löytyy kyllä parempia ihan Googlen kuvahaulla.
Jännitysvenymäkuva siis esittää koesauvan jännityksen riippuvuutta suhteellisesta venymästä. Pysty (y-akseli) on vetojännityksen kaava ja vaaka (x-akseli) on murtovenymän kaava. Moduulissa oli myös ruotsin kielen osuus ja valmistusmenetelmät, joihin kuuluu mm. hitsaus tekniikkaa, sorvauskoneita, valamisen periaatteita jne. mutta näistä aiheista sitten myöhemmissä blogipäivityksissä. Nyt täytyy keskittyä Creo Labs 3D-mallinnus ohjelman opetteluun ja harjoitella lisää lujuuslaskennan ja dynamiikan laskuja. Minkälaisia asioita sinä opiskelet? Laita kommentteihin tai jos on HAMK:n opiskeluun liittyviä kysymyksiä..
Sanasto/FunFacts:
Kimmoinen muodonmuutos = muodonmuutos poistuu, kun sen aiheuttanut jännitys lakkaa vaikuttamasta.
Plastinen muodonmuutos = kappaleen pysyvä muodonmuutos, joka aiheutuu kimmorajan ylittävästä jännityksestä.
Kovuuskokeella voi selvittää materiaalien kykyä vastustaa naarmuuntumista, kulumista ja leikkautumista. kovuuskokeita on Rockwell, Brinell ja Vickers.
Charpy-iskulujuus ilmaisee iskusitkeyttä ja sen testituloksia voi käyttää teräsrakenteissa osoittamaan testattavan materiaalin standardin mukaisia vaatimuksia.
Vetokoe ilmaisee testattavan kappaleen materiaali ominaisuuksia hyödyntäen jännitys-venymäkuvaa. Tuloksia voi käyttää materiaali tutkimuksessa ja laadunvalvonnassa.
Titaanioksidi (TiO2) eli titaanivalkoinen on titaanin ja hapen monipuolinen yhdiste.
Kirjallisuus:
Koivisto, K., Laitinen, E. Niinimäki, M. Tiainen, T., Tiilikka, P. & Tuomikoski, J. (1999). Konetekniikan Materiaalioppi. Edita Prima Oy, 2006.
