Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Wirtualne prototypowanie w projektowaniu
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIME-1-503-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Mechatroniczna
Semestr:
5
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 wirtualnego prototypowania w projektowaniu urządzeń i systemów mechatronicznych. W ramach części wykładowej studenci poznają podstawy teoretyczne i narzędzia służące do wirtualnego prototypowania w procesie projektowania. W części laboratoryjnej studenci poznają komercyjne narzędzia komputerowe pomagające realizować ten proces, oraz samodzielnie, przy wsparciu prowadzącego, rozwiązują wcześniej zdefiniowane problemy inżynierskie.

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 zna metodologię wirtualnego prototypowania urządzeń mechatronicznych IME1A_W12 Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 zna narzędzia inżynierskie wspomagające proces modelowania i symulacji pracy urządzeń mechatronicznych IME1A_U15 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U002 potrafi przeprowadzić podstawowe typy symulacji inżynierskich wykorzystując komercyjne oprogramowanie bazujące na Metodzie Elementów Skończonych (MES) oraz Metodzie Układów Wieloczłonowych (MBS). IME1A_U09, IME1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U003 potrafi poprawnie interpretować wyniki symulacji numerycznych, krytycznie oceniać wyniki pod kątem ich poprawności oraz porównywać z danymi eksperymentalnymi IME1A_U09 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 ma świadomość znaczenia wirtualnego prototypowania w procesie decyzyjnym na etapie rozwoju i projektowania urządzeń mechatronicznych IME1A_K01, IME1A_K04 Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
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
56 14 0 42 0 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 zna metodologię wirtualnego prototypowania urządzeń mechatronicznych + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 zna narzędzia inżynierskie wspomagające proces modelowania i symulacji pracy urządzeń mechatronicznych + - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi przeprowadzić podstawowe typy symulacji inżynierskich wykorzystując komercyjne oprogramowanie bazujące na Metodzie Elementów Skończonych (MES) oraz Metodzie Układów Wieloczłonowych (MBS). - - + - - - - - - - -
M_U003 potrafi poprawnie interpretować wyniki symulacji numerycznych, krytycznie oceniać wyniki pod kątem ich poprawności oraz porównywać z danymi eksperymentalnymi + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 ma świadomość znaczenia wirtualnego prototypowania w procesie decyzyjnym na etapie rozwoju i projektowania urządzeń mechatronicznych - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 100 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 24 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (14h):

Wprowadzenie do tematu wirtualnego prototypowania w projektowaniu.
Omówienie sposobu zarządzania cyklem życia produktu (PLM) i wykorzystywanymi w tym celu narzędziami wspomagania komputerowego.
Omówienie zagadnień związanych z komputerowym wspomaganiem procesu projektowania (CAx) z uwzględnieniem dostępnych na rynku narzędzi inżynierskich.
Omówienie metod dyskretyzacji będących podstawą narzędzi symulacyjnych wykorzystywanych w wirtualnym prototypowaniu.
Zapoznanie z podstawowymi typami symulacji numerycznych wykorzystywanych w wirtualnym prototypowaniu, wraz z omówieniem podstaw teoretycznych, możliwości i ograniczeń oraz dostępnego oprogramowania komercyjnego.

Ćwiczenia laboratoryjne (42h):

Implementacja i analiza metod dyskretyzacji równań różniczkowych w programie Matlab. Porównanie rozwiązań przybliżonych z rozwiązaniami analitycznymi.
Wykonanie modelu przestrzennego układu wieloczłonowego w oprogramowaniu CAD.
Zastosowanie symulacji układów wieloczłonowych (MBS) w wirtualnym prototypowaniu z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania. Definicja modelu, rozwiązanie i analiza wyników.
Zastosowanie symulacji metodą elementów skończonych (MES) w wirtualnym prototypowaniu. Wykonanie podstawowych typów analiz (liniowa statyka, liniowa dynamika). Definicja modelu, rozwiązanie i analiza wyników.
Symulacje będą przeprowadzane z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania z rodziny MSC.Software.

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.
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 przy wyliczaniu średniej ocen.

Zaliczenia poprawkowe można uzyskać po zakończeniu semestru, w części podstawowej sesji egzaminacyjnej, poprawiając niezaliczone kolokwia.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa z przedmiotu jest tożsama z oceną uzyskaną z części laboratoryjnej.

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

Zajęcia 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 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