Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Projektowanie mechatroniczne
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-2-202-SI-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Systemy inteligentne
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Pieczonka Łukasz (lukasz.pieczonka@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach tego modułu dydaktycznego omawiany jest proces wspomaganego komputerowo projektowania urządzeń i systemów mechatronicznych. W ramach części wykładowej studenci poznają kontekst oraz podstawy teoretyczne narzędzi wspomagania komputerowego procesu projektowania mechatronicznego. W części laboratoryjnej studenci poznają komercyjne narzędzia komputerowe pomagające realizować ten proces. W części projektowej rozwiązują wcześniej zdefiniowany problem inżynierski w grupach projektowych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 ma podstawy teoretyczne dotyczące zasad projektowania i modelowania numerycznego urządzeń i układów mechatronicznych IME2A_W07, IME2A_W04, IME2A_W02 Udział w dyskusji,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W002 ma wiedzę z zakresu podstawowych typów analiz numerycznych i narzędzi obliczeniowych (CAE) wykorzystywanych w procesie projektowania, wytwarzania i wirtualnego testowania urządzeń mechatronicznych IME2A_W07, IME2A_W04, IME2A_W02 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W003 ma wiedzę z zakresu modelowania złożonych zjawisk fizycznych, w tym symulacji wielodziedzinowych, występujących w rzeczywistych układach i urządzeniach mechatronicznych IME2A_W01 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi sformułować model obliczeniowy urządzenia mechatronicznego, lub podukładu urządzenia mechatronicznego, uwzględniając zjawiska fizyczne istotne dla danego zastosowania modelu IME2A_U10, IME2A_U07, IME2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U002 potrafi przygotować model geometryczny (CAD) i obliczeniowy (CAE) urządzenia mechatronicznego i przeprowadzić na jego podstawie analizę numeryczną zachowania się urządzenia w zadanych warunkach pracy IME2A_U10, IME2A_U07, IME2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U003 potrafi dokonać krytycznej analizy wyników symulacji i odnieść je do danych eksperymentalnych stosując odpowiednie kryteria porównawcze IME2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U004 potrafi przeprowadzić eksperymenty numeryczne pozwalające na określenie wpływu charakterystycznych parametrów urządzenia mechatronicznego na jego funkcjonalność - lokalna i globalna analiza wrażliwości IME2A_U13, IME2A_U11, IME2A_U14 Kolokwium,
Projekt
M_U005 Potrafi zaprezentować wyniki swojej pracy oraz pracy zespołu projektowego na forum grupy, przeprowadzić dyskusję wyników i omówić kierunki dalszych prac. IME2A_U02, IME2A_U05, IME2A_U04 Prezentacja
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi wprowadzić elementy innowacyjne do projektowanego systemu IME2A_K01, IME2A_U13, IME2A_U14 Projekt
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
154 56 0 56 42 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 ma podstawy teoretyczne dotyczące zasad projektowania i modelowania numerycznego urządzeń i układów mechatronicznych + - - - - - - - - - -
M_W002 ma wiedzę z zakresu podstawowych typów analiz numerycznych i narzędzi obliczeniowych (CAE) wykorzystywanych w procesie projektowania, wytwarzania i wirtualnego testowania urządzeń mechatronicznych + - - - - - - - - - -
M_W003 ma wiedzę z zakresu modelowania złożonych zjawisk fizycznych, w tym symulacji wielodziedzinowych, występujących w rzeczywistych układach i urządzeniach mechatronicznych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi sformułować model obliczeniowy urządzenia mechatronicznego, lub podukładu urządzenia mechatronicznego, uwzględniając zjawiska fizyczne istotne dla danego zastosowania modelu + - + + - - - - - - -
M_U002 potrafi przygotować model geometryczny (CAD) i obliczeniowy (CAE) urządzenia mechatronicznego i przeprowadzić na jego podstawie analizę numeryczną zachowania się urządzenia w zadanych warunkach pracy - - + + - - - - - - -
M_U003 potrafi dokonać krytycznej analizy wyników symulacji i odnieść je do danych eksperymentalnych stosując odpowiednie kryteria porównawcze + - + + - - - - - - -
M_U004 potrafi przeprowadzić eksperymenty numeryczne pozwalające na określenie wpływu charakterystycznych parametrów urządzenia mechatronicznego na jego funkcjonalność - lokalna i globalna analiza wrażliwości - - + + - - - - - - -
M_U005 Potrafi zaprezentować wyniki swojej pracy oraz pracy zespołu projektowego na forum grupy, przeprowadzić dyskusję wyników i omówić kierunki dalszych prac. - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi wprowadzić elementy innowacyjne do projektowanego systemu - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 201 godz
Punkty ECTS za moduł 8 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 154 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (56h):

Wprowadzenie do tematu projektowania mechatronicznego wspomaganego komputerowo.
Omówienie sposobu zarządzania cyklem życia produktu (PLM) i wykorzystywanymi w tym celu narzędziami wspomagania komputerowego.
Przypomnienie podstawowych informacji z zakresu metod dyskretyzacji i metod numerycznych wykorzystywanych w komputerowym wspomaganiu procesu projektowania (CAx).
Omówienie praktycznych zagadnień związanych z komputerowym wspomaganiem procesu projektowania (CAx) z uwzględnieniem dostępnych na rynku narzędzi inżynierskich.
Omówienie podstawowych i zaawansowanych metod obliczeniowych wykorzystywanych w projektowaniu mechatronicznym w szczególności Metody Układów Wieloczłonowych (MBS) oraz Metody Elementów Skończonych (MES)

Ćwiczenia laboratoryjne (56h):

W części laboratoryjnej studenci poznają komercyjne narzędzia komputerowe wykorzystywane w projektowaniu mechatronicznym, oraz samodzielnie, przy wsparciu prowadzącego, rozwiązują wcześniej zdefiniowane problemy inżynierskie.

Symulacje będą przeprowadzane z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania, głównie z rodziny MSC.Software.

Ćwiczenia projektowe (42h):

W części projektowej studenci wykorzystują wiedzę teoretyczną zdobytą podczas wykładów oraz wiedzę praktyczną dotyczącą oprogramowania inżynierskiego zdobytą na zajęciach laboratoryjnych w celu realizacji zadania projektowego zdefiniowanego na początku semestru. Realizacja projektu odbywa się w podgrupach projektowych i oprócz umiejętności technicznych wymaga również umiejętności współpracy w zespole i prezentowania wyników prac na forum grupy.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
  • Ćwiczenia projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zajęcia laboratoryjne zaliczane są na podstawie ocen cząstkowych z kolokwiów zaliczeniowych przeprowadzanych w trakcie trwania semestru. Ocena końcowa z części laboratoryjnej wyliczana jest jako średnia arytmetyczna tych ocen. Nieprzystąpienie do kolokwium w trakcie trwania semestru skutkuje uwzględnieniem wartości zero z tego kolokwium przy wyliczaniu średniej ocen.

Zajęcia projektowe zaliczane są na podstawie ocen cząstkowych z prezentacji postępów prac projektowych uzyskiwanych w trakcie trwania semestru oraz raportu końcowego z wykonania projektu.

Zaliczenia poprawkowe można uzyskać po zakończeniu semestru, w części podstawowej sesji egzaminacyjnej, poprawiając niezaliczone kolokwia i/lub przedstawiając raport końcowy z realizacji projektu.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest posiadanie zaliczenia z części laboratoryjnej oraz projektowej.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
  • Ćwiczenia projektowe:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona ocen z części laboratoryjnej (40%), projektowej (40%) i egzaminu (20%)

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Zajęcia laboratoryjne można odrabiać uczestnicząc w zajęciach innych grup laboratoryjnych, jeżeli w danym terminie realizowany jest ten sam zakres materiału. W przypadku braku takiej możliwości, po konsultacji z prowadzącym, zajęcia można odrobić samodzielnie realizując przewidziany zakres materiału i dokumentując to w formie sprawozdania.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Podstawy z matematyki (teoria macierzy, algebra liniowa), fizyki, mechaniki oraz wytrzymałości materiałów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Rakowski G., Kacprzyk Z.: MES w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005
Frączek J., Wojtyra M., Kinematyka układów wieloczłonowych. Metody obliczeniowe, Wydawnictwo: WNT Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2008
Bathe K-J., Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1995
Kleiber M. (Ed.), Handbook of Computational Solid Mechanics, Springer-Verlag, 1998
MSC Software Corporation, MSC.Nastran Documentation, 2010
Dassault Systèmes, Abaqus Software Documentation, 2010
ANSYS Inc., Ansys Software Documentation, 2010

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Pieczonka, L., & Uhl, T. (2009). Exact geometrical modelling and uncertainty analysis of metal foams. In Proceedings of the Computer Methods in Mechanics Conference (CMM2009). Poland.
Pieczonka, L., & Uhl, T. (2011). Finite Element Model Updating Under Uncertainty. In T. Uhl (Ed.), Selected problems of modal analysis of mechanical systems (pp. 99–107). Publishing House of the Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute (ITeE-PIB).
Pieczonka, L., Aymerich, F., Brozek, G., Szwedo, M., Staszewski, W. J., & Uhl, T. (2013). Modelling and numerical simulations of vibrothermography for impact damage detection in composites structures. Structural Control and Health Monitoring, 20(4), 626–638.

Informacje dodatkowe:

Brak