ZUT - Polska Rama Kwalifikacji / Rok 2019/2020 / Szkoła Doktorska / Szkoła Doktorska / inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka / Sylabus przedmiotu

Szkoła Doktorska - Szkoła Doktorska
specjalność: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka

Sylabus przedmiotu Metoda elementów skończonych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów	Szkoła Doktorska
Forma studiów	studia stacjonarne	Poziom
Stopnień naukowy absolwenta	doktor
Obszary studiów	charakterystyki PRK
Profil
Moduł	—
Przedmiot	Metoda elementów skończonych
Specjalność	inżynieria mechaniczna
Jednostka prowadząca	Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny	Stefan Berczyński <Stefan.Berczynski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele	Rafał Grzejda <Rafal.Grzejda@zut.edu.pl>
ECTS (planowane)	3,0	ECTS (formy)	3,0
Forma zaliczenia	zaliczenie	Język	polski
Blok obieralny	31	Grupa obieralna	1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktyczna	KOD	Semestr	Godziny	ECTS	Waga	Zaliczenie
wykłady	W	3	15	2,0	0,50	zaliczenie
projekty	P	3	10	1,0	0,50	zaliczenie

Wymagania wstępne

KOD	Wymaganie wstępne
W-1	Znajomość mechaniki, wytrzymałości materiałów, dynamiki układów mechanicznych, numerycznych metod obliczeniowych.

Cele przedmiotu

KOD	Cel modułu/przedmiotu
C-1	Zapoznanie studentów z metodą elementów skończonych w sensie założeń i podstaw matematycznych metody, metodyki budowy modeli dyskretnych oraz ograniczeń stosowania metody.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KOD	Treść programowa	Godziny
projekty
T-P-1	Wprowadzenie do oprogramowania realizującego obliczenia z zastosowaniem metody elementó skończonych	2
T-P-2	Algorytmy dyskretyzacji obszarów obliczeniowych z zastosowaniem elementów jedno-, dwu- oraz trójwymiarowych	4
T-P-3	Definiowanie kontaktów, umocowań oraz obciążeń modeli elementów skończonych	2
T-P-4	Obliczenia w zakresie statyki liniowej i nieliniowej, analizy modalnej oraz analizy częstotliwościowych funkcji przejścia	2
		10
wykłady
T-W-1	Wprowadzenie do metody elementów skończonych. Podstawowe założenia, definicje, metodyka modelowania	4
T-W-2	Jednowymiarowe elementy skończone. Defilicja pręta, belki.	2
T-W-3	Dwuwymiarowe elementy skończone: płyty	2
T-W-4	Trójwymiarowe elementy skończone: elementy czworościenne, elementy prostopadłoscienne.	2
T-W-5	Definiowanie kontaktów oraz warunków brzegowych: umocowania i obciążenia.	2
T-W-6	Analizy właściwości statycznych i dynamiczncyh. Obliczenia w zakresie: statyki liniowej oraz nieliniowej, analizy modalnej oraz charakterystyk amplidudowo częstotliwościowych.	3
		15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KOD	Forma aktywności	Godziny
projekty
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach	10
A-P-2	Wykonanie projektu	20
		30
wykłady
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Studiowanie literatury	45
		60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KOD	Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1	Wykład informacyjny
M-2	Wykonanie projektu

Sposoby oceny

KOD	Sposób oceny
S-1	Ocena podsumowująca: Wygłoszenie referatu na wybrany temat dotyczący metody elementów skończoncyh
S-2	Ocena podsumowująca: Wykonanie projektu - zbudowanie modelu elementów skończoncyh wybranej maszyny lub jej elementu a następnie przeprowadzenie analizy modelu z punktu widzenia modelowanego problemu.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
SD_4-_SzDE01aIME_W01 Stundet posiada wiedzę dotyczącą metody elementów skończoncyh. Zna jej podstawowe założenia, aparat matematyczny oraz ograniczenia metody.	SD_3_W01, SD_3_W02, SD_3_W03	—	C-1	T-P-3, T-P-1, T-W-4, T-P-4, T-W-1, T-W-5, T-W-2, T-W-6, T-P-2, T-W-3	M-2, M-1	S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
SD_4-_SzDE01aIME_U01 Potrafi zdefiniować ograniczenia metody elementów skończonych. Protrafi zbudować model elementów skończonych maszyny lub jej elementu oraz przeprwoadzić jego analizę.	SD_3_U01, SD_3_U02	—	C-1	T-W-4, T-P-4, T-P-2, T-W-6, T-W-5, T-W-1, T-W-2, T-P-1, T-P-3, T-W-3	M-1, M-2	S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia się	Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia	Cel przedmiotu	Treści programowe	Metody nauczania	Sposób oceny
SD_4-_SzDE01aIME_K01 Zna ograniczenia metody elementów skóńczonych oraz potrafi krytycznie ocenić wyniki modelowania.	SD_3_K02	—	C-1	—	M-1, M-2	S-2, S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia się	Ocena	Kryterium oceny
SD_4-_SzDE01aIME_W01 Stundet posiada wiedzę dotyczącą metody elementów skończoncyh. Zna jej podstawowe założenia, aparat matematyczny oraz ograniczenia metody.	2,0
	3,0	Student zna podstawowe założenia metody elementów skóńczoncyh, potrafi przytoczyć definicje elementu skończonego, węzła, funkcji kształtu. Student zna ograniczenia metody oraz solverów obliczeniowych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Literatura podstawowa

G. Rakowski, Z. Kacprzyk, Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2016
O. C. Zienkiewicz, Metoda elementów skończonych, Arkady, Warszawa, 1972
K.J. Bathe, Finite element procedures, Prentice Hall, Pearson Education, Inc., Stany Zjednoczone, 2006

Literatura dodatkowa

K.J. Bathe, Finite element method, Wiley, 2007
S.S. Rao, The finite element method in engineering, Butterworth-heinemann, 2017

Treści programowe - projekty

KOD	Treść programowa	Godziny
T-P-1	Wprowadzenie do oprogramowania realizującego obliczenia z zastosowaniem metody elementó skończonych	2
T-P-2	Algorytmy dyskretyzacji obszarów obliczeniowych z zastosowaniem elementów jedno-, dwu- oraz trójwymiarowych	4
T-P-3	Definiowanie kontaktów, umocowań oraz obciążeń modeli elementów skończonych	2
T-P-4	Obliczenia w zakresie statyki liniowej i nieliniowej, analizy modalnej oraz analizy częstotliwościowych funkcji przejścia	2
		10

Treści programowe - wykłady

KOD	Treść programowa	Godziny
T-W-1	Wprowadzenie do metody elementów skończonych. Podstawowe założenia, definicje, metodyka modelowania	4
T-W-2	Jednowymiarowe elementy skończone. Defilicja pręta, belki.	2
T-W-3	Dwuwymiarowe elementy skończone: płyty	2
T-W-4	Trójwymiarowe elementy skończone: elementy czworościenne, elementy prostopadłoscienne.	2
T-W-5	Definiowanie kontaktów oraz warunków brzegowych: umocowania i obciążenia.	2
T-W-6	Analizy właściwości statycznych i dynamiczncyh. Obliczenia w zakresie: statyki liniowej oraz nieliniowej, analizy modalnej oraz charakterystyk amplidudowo częstotliwościowych.	3
		15

Formy aktywności - projekty

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-P-1	Uczestnictwo w zajęciach	10
A-P-2	Wykonanie projektu	20
		30

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KOD	Forma aktywności	Godziny
A-W-1	Uczestnictwo w zajęciach	15
A-W-2	Studiowanie literatury	45
		60

(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	SD_4-_SzDE01aIME_W01	Stundet posiada wiedzę dotyczącą metody elementów skończoncyh. Zna jej podstawowe założenia, aparat matematyczny oraz ograniczenia metody.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	SD_3_W01	Posiada poszerzoną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną, związaną z reprezentowaną dziedziną i dyscypliną naukową oraz wiedzę szczegółową na bardziej zaawansowanym poziomie w zakresie prowadzonych badań naukowych.
	SD_3_W02	Posiada pogłębioną wiedzę na temat metodologii pracy naukowej, przygotowania publikacji i prezentacji wyników prowadzonych badań.
	SD_3_W03	Posiada poszerzoną, podbudowaną teoretycznie wiedzę, umożliwiającą prowadzenie dyskusji oraz rewizję istniejących paradygmatów w odniesieniu do najnowszych osiągnięć naukowych, w szczególności związanych z reprezentowaną dziedziną i dyscypliną naukową.
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z metodą elementów skończonych w sensie założeń i podstaw matematycznych metody, metodyki budowy modeli dyskretnych oraz ograniczeń stosowania metody.
Treści programowe	T-P-3	Definiowanie kontaktów, umocowań oraz obciążeń modeli elementów skończonych
	T-P-1	Wprowadzenie do oprogramowania realizującego obliczenia z zastosowaniem metody elementó skończonych
	T-W-4	Trójwymiarowe elementy skończone: elementy czworościenne, elementy prostopadłoscienne.
	T-P-4	Obliczenia w zakresie statyki liniowej i nieliniowej, analizy modalnej oraz analizy częstotliwościowych funkcji przejścia
	T-W-1	Wprowadzenie do metody elementów skończonych. Podstawowe założenia, definicje, metodyka modelowania
	T-W-5	Definiowanie kontaktów oraz warunków brzegowych: umocowania i obciążenia.
	T-W-2	Jednowymiarowe elementy skończone. Defilicja pręta, belki.
	T-W-6	Analizy właściwości statycznych i dynamiczncyh. Obliczenia w zakresie: statyki liniowej oraz nieliniowej, analizy modalnej oraz charakterystyk amplidudowo częstotliwościowych.
	T-P-2	Algorytmy dyskretyzacji obszarów obliczeniowych z zastosowaniem elementów jedno-, dwu- oraz trójwymiarowych
	T-W-3	Dwuwymiarowe elementy skończone: płyty
Metody nauczania	M-2	Wykonanie projektu
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Wygłoszenie referatu na wybrany temat dotyczący metody elementów skończoncyh
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Wykonanie projektu - zbudowanie modelu elementów skończoncyh wybranej maszyny lub jej elementu a następnie przeprowadzenie analizy modelu z punktu widzenia modelowanego problemu.
Kryteria oceny	Ocena	Kryterium oceny
	2,0
	3,0	Student zna podstawowe założenia metody elementów skóńczoncyh, potrafi przytoczyć definicje elementu skończonego, węzła, funkcji kształtu. Student zna ograniczenia metody oraz solverów obliczeniowych.
	3,5
	4,0
	4,5
	5,0

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	SD_4-_SzDE01aIME_U01	Potrafi zdefiniować ograniczenia metody elementów skończonych. Protrafi zbudować model elementów skończonych maszyny lub jej elementu oraz przeprwoadzić jego analizę.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	SD_3_U01	Potrafi określać problemy naukowe w zakresie reprezentowanej dziedziny i dyscypliny poprzez: definiowanie celu i przedmiotu badań, formułowanie hipotez badawczych, sądów analitycznych, syntetycznych i oceniających na temat proponowanych rozwiązań w odniesieniu do istniejącego stanu wiedzy, proponowanie metod, technik i narzędzi badawczych, służących do rozwiązania problemu badawczego.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	SD_3_U02	Potrafi praktycznie wykorzystać i udoskonalić metody, techniki i narzędzia badawcze w zakresie reprezentowanej dziedziny i dyscypliny oraz twórczo je stosować do uzyskiwania wyników badawczych i ich opracowania.
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z metodą elementów skończonych w sensie założeń i podstaw matematycznych metody, metodyki budowy modeli dyskretnych oraz ograniczeń stosowania metody.
Treści programowe	T-W-4	Trójwymiarowe elementy skończone: elementy czworościenne, elementy prostopadłoscienne.
	T-P-4	Obliczenia w zakresie statyki liniowej i nieliniowej, analizy modalnej oraz analizy częstotliwościowych funkcji przejścia
	T-P-2	Algorytmy dyskretyzacji obszarów obliczeniowych z zastosowaniem elementów jedno-, dwu- oraz trójwymiarowych
	T-W-6	Analizy właściwości statycznych i dynamiczncyh. Obliczenia w zakresie: statyki liniowej oraz nieliniowej, analizy modalnej oraz charakterystyk amplidudowo częstotliwościowych.
	T-W-5	Definiowanie kontaktów oraz warunków brzegowych: umocowania i obciążenia.
	T-W-1	Wprowadzenie do metody elementów skończonych. Podstawowe założenia, definicje, metodyka modelowania
	T-W-2	Jednowymiarowe elementy skończone. Defilicja pręta, belki.
	T-P-1	Wprowadzenie do oprogramowania realizującego obliczenia z zastosowaniem metody elementó skończonych
	T-P-3	Definiowanie kontaktów, umocowań oraz obciążeń modeli elementów skończonych
	T-W-3	Dwuwymiarowe elementy skończone: płyty
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny
Metody nauczania	M-2	Wykonanie projektu
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Wygłoszenie referatu na wybrany temat dotyczący metody elementów skończoncyh
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Wykonanie projektu - zbudowanie modelu elementów skończoncyh wybranej maszyny lub jej elementu a następnie przeprowadzenie analizy modelu z punktu widzenia modelowanego problemu.

Pole	KOD	Znaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia się	SD_4-_SzDE01aIME_K01	Zna ograniczenia metody elementów skóńczonych oraz potrafi krytycznie ocenić wyniki modelowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny	SD_3_K02	Rozumie konieczność i jest gotów do krytycznej analizy wkładu wyników własnej działalności badawczej w rozwój reprezentowanej dziedziny i dyscypliny.
Cel przedmiotu	C-1	Zapoznanie studentów z metodą elementów skończonych w sensie założeń i podstaw matematycznych metody, metodyki budowy modeli dyskretnych oraz ograniczeń stosowania metody.
Metody nauczania	M-1	Wykład informacyjny
Metody nauczania	M-2	Wykonanie projektu
Sposób oceny	S-2	Ocena podsumowująca: Wykonanie projektu - zbudowanie modelu elementów skończoncyh wybranej maszyny lub jej elementu a następnie przeprowadzenie analizy modelu z punktu widzenia modelowanego problemu.
Sposób oceny	S-1	Ocena podsumowująca: Wygłoszenie referatu na wybrany temat dotyczący metody elementów skończoncyh