Konetekniikka - Mechanical Engineering

This course explores presentation methods of sustainable product design through the lens of 3D modeling, technical documentation and rendering. Basic methods for product design, including 3D solid and surface modeling Preparing 3D models for manufacturing, including the importing and exporting of CAD files. Fundamentals of rendering and visual presentation. Essential drawing symbols and standard documentation practices for manufacturing.

Getting to know the structures of B.Sc (Tech.) Mechanical Engineering degree. Getting to know the content of the study guide and making an individual personal study plan. Getting to know job opportunities in the future on their field of studies. Recognizing and development of the study style the student uses. Setting and following one's own learning aims regarding studies and work life. Practicing scientific information retrieval. Getting to know the library and its services. Getting know the basics of entrepreneurship. Orienting oneself with information security in daily life. Students will have meetings with a Teacher Tutor.

Luennon tavoitteena on antaa perustavanlaatuinen ymmärrys sauva-, palkki- ja tilavuuselementtien jäykkyysmatriiseista, globaalin jäykkyysmatriisin kokoamisesta, reunaehtojen ja kuormien käsittelystä sekä ratkaisumenetelmistä sekä lineaaristen staattisten että dynaamisten rakenteiden analysointiin elementtimenetelmällä. Harjoitustehtävät ja käytännön tehtävät perehdyttävät FE-analyysiin kaupallisten FE-ohjelmistojen ja MATLABin avulla.

Learning outcomes:  The learning outcomes of this course are mostly related to support research activities in the field of mechanical engineering. The main learning outcomes are as follows: - Criteria to evaluate the scientific contribution of research - Scientific research projects especially in mechanical engineering - Principles of qualitative and quantitative analysis - Reliability aspects and utilization of triangulation especially for research work in the field of mechanical engineering - Viewpoints on how to illustrate the results of quantitative analysis - Different means to carry out literature reviews, interviews and surveys - Utilization of silent knowledge - Contents and structures of research plans and reports s based on the IMRAD principle and C.A.R.S. model 

Kurssin asiasisältö keskittyy neljään (4) asiakokonaisuuteen; teemaan. Asiakokonaisuudet on koottu niin, että ne hyödyntävät opiskelijaa työelämässä valitun opintosuuntautumisen mukaan. Asiakokonaisuuksissa keskitytään metallituotteiden valmistukseen ja valmistettavuuteen siten, että opiskelijat saavat kattavan käsityksen metallituoteteollisuudesta. Kurssilla käsitellään esimerkiksi edistyksellisiä ja automatisoituja valmistusprosesseja, trendejä ja visioita sekä materiaaleja ja laatukysymyksiä. Kurssilla käytetyt lukuisat tapausesimerkit ovat suoraan reaalimaailmasta. Eri opintokokonaisuudet hyödyntävät teemojen sisältöjä valikoidusti niin, että opiskelija saa tarvitsemansa tiedot suoritettuaan kurssin hyväksytysti. Levytyötekniikan teema: Puristimet Puristustyökalujärjestelmät Syvävetoprosessi ja -työkalut, venytysmuovaus Metallilevyn erikoismuovausprosessit. Mekaaniset liitosmenetelmät ilman lisäelementtejä Levymateriaalien ja puolivalmiiden komponenttien varastointijärjestelmät Levytuotteiden valmistuksen laatukysymykset Nopea prototyyppien valmistus Konepajateema: CAD / CAM Työstökoneet eri työstötoimintoja varten Prosessin seuranta ja laadunvarmistus Työkappaleen käsittely Nollapisteen kiinnitysjärjestelmät Tuotannon kehittäminen Tuotanto ja kilpailukyky Tuotannon suunnittelu Tuotanto- ja tuottavuusteema: Tuotantojärjestelmät Robottiautomaatio Tuotannon hallinta ja organisointi tehdastasolla Tuotannon tehokkuus ja sen parantaminen Tuotantokustannukset ja investoinnit Metallituotteet-teema: Metallituotteiden suunnittelu- ja valmistettavuusnäkökohdat (DFMA) Modulointi ja standardointi Tuotannon ja digitaalisen valmistuksen simulointi Metallituotteiden pintakäsittely Työturvallisuus

Typical designs of mechatronic systems in various industrial machines and processes. Structures, operating principles and selection criteria of mechatronic components. Dimensioning hydraulic, pneumatic and electromechanical transmissions by using mathematical equations. Selection criteria for sensors and control systems. Accuracy of measurement and sensing systems.

Teknisten piirustusten, mitoituksen ja CAD-tiedonsiirron perussäännöt. Toleranssien, pinnankarheusmerkintöjen ja hitsausdokumentaation soveltaminen standardien mukaisesti. Parametrinen ja piirrepohjainen 3D-mallinnus, konfiguraatioiden hallinta sekä vaativien kokoonpanojen dokumentointi. DFMA-periaatteiden (valmistettavuus ja koottavuus), turvallisuusnäkökohtien sekä ainetta lisäävän valmistuksen (3D-tulostus) integrointi suunnitteluun. Kattavien ja valmistuskelpoisten dokumenttikokonaisuuksien tuottaminen.

Introduction to different material groups and their typical application scopes. Basics and characteristics of metal and non-metal materials. Structures of metals and metal alloys. Fundamentals of wood, polymer and composite materials. Mechanical properties and their definitions with different material testing methods.

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa kuvailla diplomi-insinöörin tutkinnon yleisrakenteen ja siihen sisältyvät osiot. Opiskelija hahmottaa opintojensa opintopolun sekä henkilökohtaisen opintosuunnitelman merkityksen opintopolun eri vaiheissa. Opiskelija osaa etsiä omiin opintoihinsa liittyvää neuvontamateriaalia sekä neuvontahenkilöstöä ja tuntee koulutusohjelmakohtaiset raportointiohjeet. Opiskelija tunnistaa kirjaston tarjoamat palvelut ja osaa konetekniikan tiedonhaun alkeet. Opiskelija tuntee etäohjelman etäopetusympäristön eri palvelut ja käytettävät työkalut.

The course will cover the following topics: - The importance of multidisciplinary optimization including reliability based constraints in design is discussed - Tools and techniques for both qualitative and quantitative risk analysis of an assembly or a technical system are presented. - Aspects, how uncertainties associated with statistical distributions and any insufficient information may lead to large errors in probability calculations in engineering are clarified. - Analytical tools for analyzing failure modes of machine elements, machines and technical systems are taught. - Guidelines to choose an appropriate distribution to analyze reliability aspects and lifetime of a component are presented.

The Master's thesis is a research project by nature, which requires approximately 6 months of work. It is related to the student's major subject and its topic is agreed on by the supervisor and the student together. During the work, student must show capability to work independently according to defined plans and goals.

Opiskelija hakeutuu konetekniikan alan yritykseen (kesä)töihin Suomen ulkopuolelle, työskentelee siellä työntekijänä työsuhteessa, pyytää työstä työtodistuksen ja hyväksyttää työn tekniikan kandidaatin tutkinnon työkokemukseksi. Työkokemukseksi hyväksyttävän työsuhteen kesto on vähintään 4 viikkoa kokoaikaisessa työsuhteessa. Opintopisteiden määrä 0-10 op määräytyy työsuhteen keston ja työn sisällön mukaan. Kandidaatintyön tekemistä ei hyväksytä työkokemukseksi. Työkokemuksen sisällön tulee liittyä läheisesti konetekniikkaan ja työkokemus on hankittava kandivaiheen opintojen aikana. 

Opiskelija hakeutuu konetekniikan alan yritykseen (kesä)töihin, työskentelee siellä työntekijänä työsuhteessa, pyytää työstä työtodistuksen ja hyväksyttää työn tekniikan kandidaatin tutkinnon työkokemukseksi. Työkokemukseksi hyväksyttävän työsuhteen kesto on vähintään 4 viikkoa kokoaikaisessa työsuhteessa. Opintopisteiden määrä 0-10 op määräytyy työsuhteen keston ja työn sisällön mukaan. Kandidaatintyön tekemistä ei hyväksytä työkokemukseksi. Työkokemuksen sisällön tulee liittyä konetekniikkaan ja työkokemus on hankittava kandivaiheen opintojen aikana. 

Learning outcomes:  The learning outcomes of this course are mostly related to support research activities in the field of mechanical engineering. The main learning outcomes are as follows: - Criteria to evaluate the scientific contribution of research - Scientific research projects especially in mechanical engineering - Principles of qualitative and quantitative analysis - Reliability aspects and utilization of triangulation especially for research work in the field of mechanical engineering - Viewpoints on how to illustrate the results of quantitative analysis - Different means to carry out literature reviews, interviews and surveys - Utilization of silent knowledge - Contents and structures of research plans and reports s based on the IMRAD principle and C.A.R.S. model 

Tutustuminen konetekniikan opintokokonaisuuteen ja koulutusohjelman käytäntöihin sekä kansainvälisiin opintoihin. Tutustuminen opinto-oppaan sisältöön ja henkilökohtaisen opintosuunnitelman laatimiseen. Tutustuminen erilaisiin työtehtäviin, joissa valmistunut konetekniikan diplomi-insinööri voi työskennellä. Oman opiskelutyylin kehittäminen. Omien opiskelua ja uraa koskevien tavoitteiden hahmottaminen ja niiden eteen toimiminen. Tiedonhaun alkeiden opetteleminen sekä tutustuminen kirjastoon ja sen palveluihin. Yrittäjyyteen tutustuminen. Perehtyminen tietoturvallisuuteen päivittäisessä toiminnassa. Kestävän kehityksen periaatteet.

The course will cover the following topics. What are recyclable materials?  Waste policy and waste hierarchy in EU and globally. EoW legislation.  Pre-treatment and sorting methods for recyclable materials.  Potential manufacturing and production methods for recycled materials. Recycled end products. Company cooperation Technological examples and topics from the companies in the lectures. Use of AI applications The use of AI applications to support learning is allowed in the course (e.g. improving grammar in the seminar work), in accordance to the LUT AI policy. The use of AI must be documented in the course tasks.

Decision making is a reoccurring topic in engineering. The accurate control of mechatronic actuators requires split-second decisions on control signals to ensure sufficient performance. Autonomous systems like service robots and autonomous cars need to swiftly decide on plans, like action sequences or planned trajectories, based on information from sensors, maps, and users. Similarly, design engineers occupied with designing mechanical and dynamical components of systems are themselves faced with many decisions on the way from an empty design sheet to a finished product. Modern engineering design seeks to automate and formalize at least parts of the design process to arrive at better designs more quickly, meeting future goals not only regarding key performance metrics but also regarding sustainability, e.g., through better energy efficiency, easier recyclability, and reduced material usage. One common way to formally deal with the mentioned types of decision-making problems is mathematical optimization.When formulated appropriately, solutions of optimization problems, usually obtained with numerical algorithms, represent good decisions that are optimal regarding formalized criteria. Following this background and understanding of optimization in mechanics and dynamics, the course covers the following content: Formulation of optimization problems Classification of optimization problems Optimization criteria Sensitivity analysis, including automatic differentiation Optimality criteria Optimization algorithms for constrained and unconstrained convex problems Global optimization strategies for non-convex problems Multicriteria optimization Optimal control based on models from mechanics and dynamics Various practical examples from design and control in mechanics and dynamics for formulating and/or solving optimization problems.

Ekvivalentit voimasysteemit, staattisen voiman ja voimaparin aiheuttama momentti, partikkelin ja jäykän kappaleen tasapaino 2D-tilanteessa, voima ja kiihtyvyys, työ ja energia, impulssi ja liikemäärä. Törmäykset, impulssikuormat, 1. vapausasteen värähtelijä, pakkovärähtely, vaimennettu värähtely. Pähkinänkuoressa: 2D-statiikkaa ja dynamiikkaa partikkelille ja jäykälle kappaleelle.