Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Techniki Morskiej i Transportu - Oceanotechnika (S1)

Sylabus przedmiotu Mechanika konstrukcji:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Oceanotechnika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł —
Przedmiot Mechanika konstrukcji
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Konstrukcji, Mechaniki i Technologii Okrętów
Nauczyciel odpowiedzialny Maciej Taczała <Maciej.Taczala@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Maciej Taczała <Maciej.Taczala@zut.edu.pl>, Tomasz Urbański <Tomasz.Urbanski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny — Grupa obieralna —

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL4 15 1,00,33zaliczenie
wykładyW4 15 1,00,67zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawowe wiadomości, kompetencje i umiejętności z matematyki
W-2Podstawowe wiadomości, kompetencje i umiejętności z mechaniki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z podstawami metody elementów skończonych jako narzędzia analizy wytrzymałościowej konstrukcji.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Przeszkolenie BHP - stanowiskowe.1
T-L-2Analiza prętów rozciąganych i ściskanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.1
T-L-3Analiza plaskich układów kratowych pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-4Analiza przestrzennych układów kratowych pod względem wytrzymałościowym.2
T-L-5Analiza ram plaskich pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-6Analiza ram przestrzennych pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-7Analiza belek zginanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.3
T-L-8Zaliczenie formy zajęć2
15
wykłady
T-W-1Wprowadzenie do metod numerycznych wytrzymałościowej analizy konstrukcji.1
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych: pojecie sztywności i podatności, transformacja, macierz sztywności, agregacja macierzy sztywności elementów, solvery: dla posaci pasmowej, skyline zapisu macierzy sztywności, solver frontalny. Warunki brzegowe, wektor obciążeń, rozwiązanie układów równań, wyznaczanie naprężeń.3
T-W-3Siatka podziału na ES, aspekty geometryczne generowania siatki, numeracja węzłów, automatyczna generacja siatki podziału2
T-W-4Przemieszczenia przygotowane, zasada prac przygotowanych, pojęcie funkcji kształtu, wyprowadzenie równań MES, ekwiwalentne obciążenia węzłowe.2
T-W-5Macierzowa postać związków konstytutywnych, macierz odkształcenie-przemieszczenie, obliczanie naprężeń.2
T-W-6Rodzaje elementów skończonych: prętowy, belkowy, płaskiego stanu naprężenia, przestrzenne - funkcje kształtu i macierze odkształcenie-przemieszczenie dla poszczególnych typów elementów.3
T-W-7Macierz geometryczna, analiza stateczności MES.1
T-W-8Zaliczenie zajęć.1
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do zajęć4
A-L-3Opracowanie i analiza wyników6
25
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie literatury4
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia6
25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: wykład informacyjny, objaśnienie lub wyjaśnienie.
M-2Metody problemowe: wykład problemowy.
M-3Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia przedmiotowe.
M-4Metody programowane: z użyciem komputera.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Ocena ciągła
S-2Ocena podsumowująca: Ocena na podstawie wyników pracy zaliczeniowej (wykłady).
S-3Ocena podsumowująca: Ocena na podstawie wyników kolokwiów zaliczeniowych (ćwiczenia laboratoryjne).

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
O_1A_B21_W01
ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych		O_1A_W07, O_1A_W22, O_1A_W18T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07InzA_W02, InzA_W05C-1T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-W-4, T-W-8, T-W-3, T-W-1, T-W-6, T-L-2, T-L-3, T-L-6, T-L-4, T-L-7, T-L-5M-2, M-1, M-3S-2

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
O_1A_B21_U01
potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji, interpretować wyniki i wyciągać wnioski		O_1A_U06T1A_U08, T1A_U09InzA_U01, InzA_U02C-1T-W-6, T-W-5, T-W-8, T-W-1, T-W-7, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-L-6, T-L-2, T-L-3, T-L-5, T-L-4, T-L-7M-3, M-2, M-1S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
O_1A_B21_W01
ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych		2,0nie ma wiedzy w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych
3,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na podstawowym poziomie trudności.
3,5ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na średnim poziomie trudności.
4,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na zaawansowanym poziomie trudności.
4,5ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do sformułowania i rozwiązania problemów na średnim poziomie trudności.
5,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do sformułowania i rozwiązania problemów na zaawansowanym poziomie trudności.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
O_1A_B21_U01
potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji, interpretować wyniki i wyciągać wnioski		2,0Student nie potrafi przeprowadzić symulacji numerycznych wytrzymałości konstrukcji, interpretować wyników i wyciągać wniosków
3,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na podstawowym poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać podstawowe wnioski
3,5Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na średnim poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać wnioski
4,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na zaawansowanym poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać wnioski
4,5Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na średnim poziomie trudności, potrafi dokonać analizy wyników i wyciągać wnioski
5,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na zaawansowanym poziomie trudności, potrafi dokonać analizy wyników i wyciągać wnioski

Literatura podstawowa

  1. Gustaw Rakowski, Zbigniew Kacprzyk, Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005
  2. Grzegorz Gasiak, Metody numeryczne w mechanice -- Cz. 1, Metoda elementów skończonych, Politechnika Opolska, Opole, 1997
  3. Tomasz Łodygowski, Witold Kąkol, Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich, Politechnika Poznańska, Poznań, 1994

Literatura dodatkowa

  1. współaut. Marian Dacko [et al.]., Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Arkady, Warszawa, 1994
  2. Eugeniusz Rusiński, Metoda elementów skończonych : system COSMOS, Wydaw. Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1994
  3. Lilianna Sadecka, Metoda różnic skończonych i metoda elementów skończonych w zagadnieniach mechaniki konstrukcji i podłoża, Oficyna Wydawnicza. Politechnika Opolska, Opole, 2010

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Przeszkolenie BHP - stanowiskowe.1
T-L-2Analiza prętów rozciąganych i ściskanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.1
T-L-3Analiza plaskich układów kratowych pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-4Analiza przestrzennych układów kratowych pod względem wytrzymałościowym.2
T-L-5Analiza ram plaskich pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-6Analiza ram przestrzennych pod wzgledem wytrzymałosciowym.2
T-L-7Analiza belek zginanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.3
T-L-8Zaliczenie formy zajęć2
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Wprowadzenie do metod numerycznych wytrzymałościowej analizy konstrukcji.1
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych: pojecie sztywności i podatności, transformacja, macierz sztywności, agregacja macierzy sztywności elementów, solvery: dla posaci pasmowej, skyline zapisu macierzy sztywności, solver frontalny. Warunki brzegowe, wektor obciążeń, rozwiązanie układów równań, wyznaczanie naprężeń.3
T-W-3Siatka podziału na ES, aspekty geometryczne generowania siatki, numeracja węzłów, automatyczna generacja siatki podziału2
T-W-4Przemieszczenia przygotowane, zasada prac przygotowanych, pojęcie funkcji kształtu, wyprowadzenie równań MES, ekwiwalentne obciążenia węzłowe.2
T-W-5Macierzowa postać związków konstytutywnych, macierz odkształcenie-przemieszczenie, obliczanie naprężeń.2
T-W-6Rodzaje elementów skończonych: prętowy, belkowy, płaskiego stanu naprężenia, przestrzenne - funkcje kształtu i macierze odkształcenie-przemieszczenie dla poszczególnych typów elementów.3
T-W-7Macierz geometryczna, analiza stateczności MES.1
T-W-8Zaliczenie zajęć.1
15

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-L-2Przygotowanie do zajęć4
A-L-3Opracowanie i analiza wyników6
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Studiowanie literatury4
A-W-3Przygotowanie do zaliczenia6
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaO_1A_B21_W01ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówO_1A_W07ma wiedzę w zakresie mechaniki ogólnej, w tym statyki, kinematyki, dynamiki, teorii drgań oraz mechaniki płynów
O_1A_W22ma wiedzę w zakresie modelowania i optymalizacji systemów oceanotechnicznych i procesów technologicznych
O_1A_W18ma wiedzę w zakresie konstrukcji obiektów oceanotechnicznych, metod doboru i optymalizacji elementów konstrukcyjnych oraz analizy ich wytrzymałości
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
InzA_W05zna typowe technologie inżynierskie w zakresie studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawami metody elementów skończonych jako narzędzia analizy wytrzymałościowej konstrukcji.
Treści programoweT-W-2Podstawy metody elementów skończonych: pojecie sztywności i podatności, transformacja, macierz sztywności, agregacja macierzy sztywności elementów, solvery: dla posaci pasmowej, skyline zapisu macierzy sztywności, solver frontalny. Warunki brzegowe, wektor obciążeń, rozwiązanie układów równań, wyznaczanie naprężeń.
T-W-5Macierzowa postać związków konstytutywnych, macierz odkształcenie-przemieszczenie, obliczanie naprężeń.
T-W-7Macierz geometryczna, analiza stateczności MES.
T-W-4Przemieszczenia przygotowane, zasada prac przygotowanych, pojęcie funkcji kształtu, wyprowadzenie równań MES, ekwiwalentne obciążenia węzłowe.
T-W-8Zaliczenie zajęć.
T-W-3Siatka podziału na ES, aspekty geometryczne generowania siatki, numeracja węzłów, automatyczna generacja siatki podziału
T-W-1Wprowadzenie do metod numerycznych wytrzymałościowej analizy konstrukcji.
T-W-6Rodzaje elementów skończonych: prętowy, belkowy, płaskiego stanu naprężenia, przestrzenne - funkcje kształtu i macierze odkształcenie-przemieszczenie dla poszczególnych typów elementów.
T-L-2Analiza prętów rozciąganych i ściskanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-3Analiza plaskich układów kratowych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-6Analiza ram przestrzennych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-4Analiza przestrzennych układów kratowych pod względem wytrzymałościowym.
T-L-7Analiza belek zginanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-5Analiza ram plaskich pod wzgledem wytrzymałosciowym.
Metody nauczaniaM-2Metody problemowe: wykład problemowy.
M-1Metody podające: wykład informacyjny, objaśnienie lub wyjaśnienie.
M-3Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia przedmiotowe.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena na podstawie wyników pracy zaliczeniowej (wykłady).
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie ma wiedzy w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych
3,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na podstawowym poziomie trudności.
3,5ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na średnim poziomie trudności.
4,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do rozwiązania problemów na zaawansowanym poziomie trudności.
4,5ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do sformułowania i rozwiązania problemów na średnim poziomie trudności.
5,0ma wiedzę w zakresie podstaw modelowania numerycznego, analizy wytrzymałościowej i optymalizacji konstrukcji metodą elementów skończonych niezbędną do sformułowania i rozwiązania problemów na zaawansowanym poziomie trudności.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaO_1A_B21_U01potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji, interpretować wyniki i wyciągać wnioski
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówO_1A_U06potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawami metody elementów skończonych jako narzędzia analizy wytrzymałościowej konstrukcji.
Treści programoweT-W-6Rodzaje elementów skończonych: prętowy, belkowy, płaskiego stanu naprężenia, przestrzenne - funkcje kształtu i macierze odkształcenie-przemieszczenie dla poszczególnych typów elementów.
T-W-5Macierzowa postać związków konstytutywnych, macierz odkształcenie-przemieszczenie, obliczanie naprężeń.
T-W-8Zaliczenie zajęć.
T-W-1Wprowadzenie do metod numerycznych wytrzymałościowej analizy konstrukcji.
T-W-7Macierz geometryczna, analiza stateczności MES.
T-W-4Przemieszczenia przygotowane, zasada prac przygotowanych, pojęcie funkcji kształtu, wyprowadzenie równań MES, ekwiwalentne obciążenia węzłowe.
T-W-2Podstawy metody elementów skończonych: pojecie sztywności i podatności, transformacja, macierz sztywności, agregacja macierzy sztywności elementów, solvery: dla posaci pasmowej, skyline zapisu macierzy sztywności, solver frontalny. Warunki brzegowe, wektor obciążeń, rozwiązanie układów równań, wyznaczanie naprężeń.
T-W-3Siatka podziału na ES, aspekty geometryczne generowania siatki, numeracja węzłów, automatyczna generacja siatki podziału
T-L-6Analiza ram przestrzennych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-2Analiza prętów rozciąganych i ściskanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-3Analiza plaskich układów kratowych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-5Analiza ram plaskich pod wzgledem wytrzymałosciowym.
T-L-4Analiza przestrzennych układów kratowych pod względem wytrzymałościowym.
T-L-7Analiza belek zginanych pod wzgledem wytrzymałosciowym.
Metody nauczaniaM-3Metody praktyczne: pokaz, ćwiczenia przedmiotowe.
M-2Metody problemowe: wykład problemowy.
M-1Metody podające: wykład informacyjny, objaśnienie lub wyjaśnienie.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena na podstawie wyników pracy zaliczeniowej (wykłady).
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi przeprowadzić symulacji numerycznych wytrzymałości konstrukcji, interpretować wyników i wyciągać wniosków
3,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na podstawowym poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać podstawowe wnioski
3,5Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na średnim poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać wnioski
4,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na zaawansowanym poziomie trudności, interpretować wyniki i wyciągać wnioski
4,5Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na średnim poziomie trudności, potrafi dokonać analizy wyników i wyciągać wnioski
5,0Student potrafi przeprowadzać symulacje numeryczne wytrzymałości konstrukcji na zaawansowanym poziomie trudności, potrafi dokonać analizy wyników i wyciągać wnioski