Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechanika i budowa maszyn (N2)
specjalność: niekonwencjonalne i konwencjonalne systemy energetyczne
Sylabus przedmiotu Metoda elementów skończonych:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mechanika i budowa maszyn | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Metoda elementów skończonych | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Konrad Konowalski <Konrad.Konowalski@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Rafał Grzejda <Rafal.Grzejda@zut.edu.pl>, Mariusz Leus <Mariusz.Leus@zut.edu.pl>, Kamil Urbanowicz <Kamil.Urbanowicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wymagane jest zaliczenie następujących przedmiotów: Matematyka I, Mechanika I, Matematyka II, Mechanika II, Wytrzymałość Materiałów I, Wytrzymałość Materiałów II |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Celem kształcenia jest zapoznanie studentów z podstawami metody elementów skończonych |
| C-2 | Celem kształcenia jest ukształtowanie umiejętności w zakresie tworzenia modeli obliczeniowych oraz obliczeń elementów maszyn w systemie MES |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Prezentacja systemu NASTRAN FX | 1 |
| T-L-2 | Analiza statyczna płaskiej i przestrzennej kratownicy | 1 |
| T-L-3 | Tworzenie siatki elementów skończonych | 1 |
| T-L-4 | Obliczenia wytrzymałościowe belki | 1 |
| T-L-5 | Sprawdzian nr 1 | 1 |
| T-L-6 | Analiza dokładności modelowania i obliczeń w konwencji MES, na podstawie przykładowych zadań | 1 |
| T-L-7 | Analiza statyczna obciążonego kątownika | 1 |
| T-L-8 | Obliczanie sztywności sprężyny płaskiej | 1 |
| T-L-9 | Wykorzystanie operacji boolowskich przy tworzeniu bryły | 1 |
| T-L-10 | Sprawdzian nr 2 | 1 |
| T-L-11 | Drgania własne belki, utwierdzonej jednym końcem | 1 |
| T-L-12 | Drgania własne belki zawieszonej na dwóch sprężynach | 1 |
| T-L-13 | Wyboczenie | 1 |
| T-L-14 | Przepływ ciepła przez ścianę | 1 |
| T-L-15 | Sprawdzian nr 3 | 1 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wstęp. Modelowanie układów mechanicznych | 1 |
| T-W-2 | Macierz sztywności i podatności pręta, transformacja wektorów i macierzy | 1 |
| T-W-3 | Kratownica jako bezpośrednia ilustracja MES | 1 |
| T-W-4 | Podstawowe równania teorii sprężystości, stan naprężenia i stan odkształcenia w punkcie | 1 |
| T-W-5 | Fizyczne związki między stanem naprężenia i odkształcenia, energia odkształcenia sprężystego | 1 |
| T-W-6 | Zasada minimum całkowitej energii potencjalnej układu | 1 |
| T-W-7 | Koncepcja metody elementów skończonych | 1 |
| T-W-8 | Klasyfikacja elementów skończonych | 1 |
| T-W-9 | Analiza elementu skończonego prętowego.Wyznaczenie funkcji kształtu, macierzy odkształceń, macierzy sztywności | 1 |
| T-W-10 | Analiza elementu skończonego belkowego.Wyznaczenie funkcji kształtu, macierzy odkształceń, macierzy sztywności | 1 |
| T-W-11 | Analiza elementu skończonego tarczowego.Wyznaczenie funkcji kształtu, macierzy odkształceń, macierzy sztywności | 2 |
| T-W-12 | Analiza elementu skończonego czworościennego. Wyznaczenie funkcji kształtu, macierzy odkształceń, macierzy sztywności | 1 |
| T-W-13 | Podział konstrukcji na elementy skończone, budowa globalnej macierzy sztywności układu, wyznaczenie obciążeń ekwiwalentnych | 1 |
| T-W-14 | Warunki brzegowe i metody rozwiązywania układów równań | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Przygotowanie do ćwiczeń | 5 |
| A-L-3 | Udział w konsultacjach | 6 |
| A-L-4 | Przygotowanie do sprawdzianów | 5 |
| 31 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Praca własna | 10 |
| A-W-3 | Zaliczenie | 1 |
| A-W-4 | Konsultacje | 4 |
| 30 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny / typowe środki audiowizualne ( tablica, rzutnik) |
| M-2 | ćwiczenia laboratoryjne/ komputery z zainstalowanym programem MES, Nastran |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Warunkiem zaliczenia 1-szej części ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen z 3-ch sprawdzianów. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Egzamin z 1-szej części wykładów składa się z części pisemnej i części ustnej. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych. |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MBM_2A_C07_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student uzyskuje podstawowe informacje dotyczące liniowej Teorii Sprężystości oraz Metody Elementów Skończonych | MBM_2A_W03 | T2A_W02 | C-2, C-1 | T-W-10, T-W-12, T-W-6, T-W-8, T-W-11, T-W-5, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-14, T-W-13, T-W-9, T-W-7, T-W-1, T-L-14, T-L-6, T-L-1, T-L-3, T-L-9, T-L-8, T-L-11, T-L-7, T-L-2, T-L-13, T-L-4 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MBM_2A_C07_U01 W wyniku zaliczenia przedmiotu, student uzyskuje umiejętność praktycznego wykorzystania MES w obliczeniach elementów maszyn | MBM_2A_U10, MBM_2A_U11, MBM_2A_U12 | T2A_U10, T2A_U11, T2A_U12 | C-2, C-1 | T-W-10, T-W-12, T-W-6, T-W-8, T-W-11, T-W-5, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-14, T-W-13, T-W-9, T-W-7, T-W-1, T-L-14, T-L-6, T-L-1, T-L-3, T-L-9, T-L-8, T-L-11, T-L-7, T-L-2, T-L-13, T-L-4 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MBM_2A_C07_K01 W wyniku przeprowadzonych (zaliczonych) zajęć student nabywa właściwą postawę do efektywnej pracy w zespole. Potrafi przeprowadzić konstruktywną krytykę wykonanych w zespole obliczeń wytrzymałościowych. | MBM_2A_K01, MBM_2A_K03 | T2A_K01, T2A_K03 | C-2, C-1 | T-W-10, T-W-12, T-W-6, T-W-8, T-W-11, T-W-5, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-14, T-W-13, T-W-9, T-W-7, T-W-1, T-L-12, T-L-14, T-L-6, T-L-1, T-L-3, T-L-9, T-L-8, T-L-11, T-L-7, T-L-2, T-L-13, T-L-4 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MBM_2A_C07_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student uzyskuje podstawowe informacje dotyczące liniowej Teorii Sprężystości oraz Metody Elementów Skończonych | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedniotu |
| 3,0 | Student opanował podstawowa wiedze z zakresu przedniotu. Nie potrafi jej wykorzystac w obliczeniach . | |
| 3,5 | Student opanował przedstawiona wiedzę i umie ja stosowac w stopniu posrednim miedzy ocena 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Student opanował podstawowa wiedzę z zakresu przedmiotu. Potrafi ja wykorzystać w typowych obliczeniach elementów maszyn. Ma trudnosci z rozwiazywaniem zadan niestandardowych. | |
| 4,5 | Student opanował przedstawiona wiedzę i umie ja stosowac w stopniu pośrednim między ocena 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Student opanował podstawowa wiedze z zakresu przedniotu. Posiada umiejetnosc rozwiazywania zadan nietypowych. Wykazuje zainteresowanie przedmiotem wykraczajace poza przedstawiona tematyke |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MBM_2A_C07_U01 W wyniku zaliczenia przedmiotu, student uzyskuje umiejętność praktycznego wykorzystania MES w obliczeniach elementów maszyn | 2,0 | Student nie potrafi wykorzystac wiedzy teoretycznej w praktyce. Student nie potrafi poprawnie posługiwać się programem MES NASTRAN. |
| 3,0 | Student potrafi poprawnie posługiwać się programem MES NASTRAN, jednak czesto korzysta z pomocy innych. Popełnia pomyłki w obliczeniach | |
| 3,5 | Student wykazuje umiejetnosci posrednie miedzy ocena 3,0 a 4,0. | |
| 4,0 | Student potrafi poprawnie i samodzielnie posługiwać się programem MES NASTRAN Popełnia nieliczne pomyłki w obliczeniach. | |
| 4,5 | Student wykazuje umiejetnosci posrednie miedzy ocena 4,0 a 5,0. | |
| 5,0 | Student potrafi poprawnie i samodzielnie posługiwać się programem MES NASTRAN Wykazuje inicjatywe w stosowaniu własnych rozwiazań. Nie popełnia pomyłek w obliczeniach. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MBM_2A_C07_K01 W wyniku przeprowadzonych (zaliczonych) zajęć student nabywa właściwą postawę do efektywnej pracy w zespole. Potrafi przeprowadzić konstruktywną krytykę wykonanych w zespole obliczeń wytrzymałościowych. | 2,0 | Student nieaktywny. W pracy korzysta z postępów innych. Nie wykazuje zainteresowania przedmiotem. |
| 3,0 | Student samodzielnie wykonujacy zadana prace. Nie wykazuje checi współpracy z innymi studentami i prowadzacym zajecia. | |
| 3,5 | Ocena posrednia pomiedzy postawa studenta oceniana na 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student samodzielnie wykonujacy zadana prace. Z checia przyłacza sie do zespołu i współpracuje z innymi studentami oraz prowadzacym zajecia | |
| 4,5 | Ocena posrednia pomiedzy postawa studenta oceniana na 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student wykazuje cechy przywódcze, organizuje prace zespołu w sposób podwyzszajacy jakosc zadanych prac. Wykazuje zainteresowanie wiedza wykraczajace poza ramy przedmiotu. |
Literatura podstawowa
- Rakowski G., Kacprzyk Z, Metoda elementów skończonych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005
- Z. Rusiński, J. Czmochowski, T. Smolnicki, Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych., Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 2000
- Zienkiewicz O.C.:, Metoda elementów skończonych., Arkady, Warszawa, 1972
- T. Łodygowski, W. Kąkol, Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich, Skrypt Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1994
Literatura dodatkowa
- Gawroński W., Kruszewski J., Ostachowicz W., Tarnowski J., Wittbrodt E, Metoda elementów skończonych w dynamice konstrukcji., Arkady, Warszawa, 1984
- Andrzej Jaworski, Metoda elementów skończonych w wytrzymałości konstrukcji, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1981
- Klaus Jurgen Bathe, Finite Element Procedures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1996