Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Pakiety informatyczne w mechanice i budowie maszyn
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-1-612-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
6
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Prowadzący moduł:
dr inż. Wołoszyn Jerzy (jwoloszy@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Celem kursu jest zdobycie wiedzy i umiejętności w obszarze numerycznego modelowania ośrodków ciągłych z wykorzystaniem nowoczesnych pakietów informatycznych tj. SolidWorks, ANSYS APDL, ANSYS WB,
ANSYS CFX. Moduł obejmuje zagadnienia związane z przygotowaniem modelu CAD do obliczeń numerycznych, wyborem adekwatnego modelu matematycznego, przyjęciem warunków początkowych i brzegowych, analizą jakości dyskretyzacji obszaru obliczeniowego oraz analizą otrzymanego rozwiązania.

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 Student posiada wiedzę teoretyczną pozwalającą na zrozumienie zagadnień związanych z modelowaniem numerycznym obiektów. MBM1A_W01, MBM1A_W16, MBM1A_W06, MBM1A_W02 Egzamin
M_W002 Student posiada więdzę teoretyczną z zakresu posługiwania się wybranym pakietem informatycznym wspomagającym projektowanie. MBM1A_W01, MBM1A_W16, MBM1A_W06, MBM1A_W02 Egzamin,
Wykonanie ćwiczeń,
Zaliczenie laboratorium
M_W003 Student posiada wiedzę dotyczącą wolnodostępnych pakietów o funkcjonalności wystarczającej do realizacji wielu prac inżynierskich. MBM1A_W01, MBM1A_W16, MBM1A_W06, MBM1A_W02 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student posiada umiejętność posługiwania się w podstawowym zakresie omawianymi pakietami informatycznymi oraz posługiwania się w sposób biegły wybranym pakietem. MBM1A_U10, MBM1A_U11, MBM1A_U25, MBM1A_U22, MBM1A_U27 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Wykonanie projektu
M_U002 Student posiada umiejętność prowadzenia obliczeń numerycznych z wykorzystaniem MES w zagadnieniach strukturalnych i termicznych. MBM1A_U10, MBM1A_U11, MBM1A_U25, MBM1A_U22, MBM1A_U27 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wykonanie projektu,
Zaliczenie laboratorium,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student jest zorientowany na rozwój, ma potrzebę ciągłego dokształcania się. MBM1A_K01 Wykonanie projektu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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
60 26 0 14 20 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 Student posiada wiedzę teoretyczną pozwalającą na zrozumienie zagadnień związanych z modelowaniem numerycznym obiektów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada więdzę teoretyczną z zakresu posługiwania się wybranym pakietem informatycznym wspomagającym projektowanie. + - + + - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę dotyczącą wolnodostępnych pakietów o funkcjonalności wystarczającej do realizacji wielu prac inżynierskich. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student posiada umiejętność posługiwania się w podstawowym zakresie omawianymi pakietami informatycznymi oraz posługiwania się w sposób biegły wybranym pakietem. - - + + - - - - - - -
M_U002 Student posiada umiejętność prowadzenia obliczeń numerycznych z wykorzystaniem MES w zagadnieniach strukturalnych i termicznych. - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student jest zorientowany na rozwój, ma potrzebę ciągłego dokształcania się. - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 140 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 18 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 45 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):
  1. Omówienie programów typu CAD i ich podstawowych funkcji

    Zapoznanie z podstawowymi zasadami pracy przy tworzeniu części, złożeń i rysunków
    na przykładzie pakietu SolidWorks. Przygotowanie rysunków CAD do analizy
    numerycznej.

  2. Wprowadzenie do modelowania numerycznego

    Przegląd wybranych zjawisk fizycznych i ich modeli numerycznych.

  3. Podstawy numerycznego modelowania w zastosowaniach mechanicznych

    Omówienie problematyki związanej z:
    - wyborem elementu skończonego do analizy,
    - podziałem obszaru obliczeniowego,
    - oceną jakości siatki podziału,
    - przyjęciem warunków początkowych i brzegowych,
    - wyborem solvera,
    - prezentacją wyników obliczeń.

  4. ANSYS – środowisko do obliczeń numerycznych

    Omówienie przebiegu podstawowych analiz numerycznych. Wybrane moduły do analiz
    i przykładowe problemy. Definiowanie problemu oraz tworzenie modeli, siatek
    elementów skończonych i przyjmowanie warunków brzegowych.

  5. Wolnodostępne alternatywy komercyjnych pakietów informatycznych dla inżynierów

    Omówienie wolnodostępnych pakietów CEA.

Ćwiczenia laboratoryjne (14h):
  1. Wykorzystanie pakietu SolidWorks do projektowania i modelowania komputerowego

    Wykonanie rysunków 3D z wykorzystaniem podstawowych operacji i narzędzi.

  2. Przygotowanie modelu CAD do analiz numerycznych z wykorzystaniem pakietu SolidWorks i ANSYS

    Eksport modeli geometrycznych do oprogramowania CAE w formacie IGS, STEP itp.

  3. Analiza zbieżności rozwiązania w zależności od liczby elementów

    Problematyka programowania w języku APDL w pakiecie ANSYS.
    Omówienie i indywidualne przeprowadzenie analizy zbieżności dla wybranego
    problemu technicznego.

  4. Wykorzystanie pakietu LabView do przetwarzania i analizy sygnałów pomiarowych
Ćwiczenia projektowe (20h):
  1. Modelowanie MES z wykorzystaniem elementów belkowych i języka APDL

    Przeprowadzenie podstawowych analiz z wykorzystaniem elementów belkowych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS APDL.

  2. Modelowanie MES z wykorzystaniem elementów belkowych w pakiecie ANSYS WB

    Budowa modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz z wykorzystaniem elementów belkowych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS WB.

  3. Modelowanie zagadnień strukturalnych z wykorzystaniem pakietu ANSYS APDL

    Budowa modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz strukturalnych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS APDL.

  4. Modelowanie zagadnień strukturalnych z wykorzystaniem pakietu ANSYS WB

    Budowa modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz strukturalnych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS WB.

  5. Modelowanie zagadnień termicznych z wykorzystaniem pakietu ANSYS APDL

    Budowa modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz termicznych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS APDL.

  6. Modelowanie zagadnień termicznych z wykorzystaniem pakietu ANSYS WB

    Budowa modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz termicznych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS WB.

  7. Modelowanie zagadnień przepływowych z wykorzystaniem pakietu ANSYS CFX

    Import modelu geometrycznego oraz przeprowadzenie podstawowych analiz przepływowych i realizacja zadania projektowego z wykorzystaniem pakietu ANSYS CFX.

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 samodzielnie wykonują zadany projekt, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnej oceny ze wszystkich zadań kontrolnych.
Warunkiem zaliczenia ćwiczeń projektowych jest uzyskanie pozytywnej oceny ze wszystkich zadań projektowych.
Zaliczenie poprawkowe ćwiczeń i laboratoriów polega na uzupełnieniu braków oraz poprawie błędów wskazanych przez prowadzącego w niezaliczonych zadaniach kontrolnych lub projektach.
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych na ocenę pozytywną.

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. 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 ćwiczenia projektowe zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Studenci wykonują prace praktyczne mające na celu uzyskanie kompetencji zakładanych przez syllabus. Ocenie podlega sposób wykonania projektu oraz efekt końcowy.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa jest średnią ważoną oceny z zaliczenia egzaminu (60%), oceny z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych (20%) i oceny z zaliczenia ćwiczeń projektowych (20%), przy czym wszystkie oceny muszą być pozytywne. Zaliczenie wszystkich testów z wykładów na ocenę 5.0 podnosi ocenę z egzaminu o 0,5 stopnia.

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

Zaległości powstałe wskutek nieobecności studenta na zajęciach nadrabiane są przez studenta indywidualnie i prezentowane prowadzącemu na konsultacjach.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien w podstawowym zakresie posiadać wiedzę z obszaru inżynierii mechanicznej oraz powinien umieć posługiwać się komputerem.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. G. Rakowski “Metoda elementów skończonych: wybrane problemy”
2. O. Zienkiewicz “Metoda elementów skończonych”
3. E. Majchrzak, B. Mochnacki “Metody numeryczne. Podstawy teoretyczne, aspekty praktyczne i
algorytmy”
4. K. Lee “Pronciples of CAD/CAM/CAE systems”
5. E. Madenci “The finite element method and applications in engineering using ANSYS”
6. R. J. Narasimha “An introduction to the finite element method”

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Global sensitivity analysis of borehole thermal energy storage efficiency on the heat exchanger arrangement / Jerzy WOŁOSZYN // Energy Conversion and Management ; ISSN 0196-8904. — 2018 vol. 166, s. 106–119

Experimental verification and programming development of a new MDF borehole heat exchanger numerical model / Jerzy WOŁOSZYN, Andrzej GOŁAŚ // Geothermics ; ISSN 0375-6505. — 2016 vol. 59, pt. A, s. 67–76.

Modelowanie transportu ciepła i masy w rurze gruntowego wymiennika ciepła — Heat and mass transport modeling in the ground heat exchanger pipe / Jerzy WOŁOSZYN // Modelowanie Inżynierskie / Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechniki Śląskiej ; ISSN 1896-771X. — 2016 t. 29 nr 60, s. 80–87.

The analysis of load of overhead power line due to weather condition and design of smart system of its recognition / Wojciech CIESIELKA, Krystian SZOPA, Andrzej GOŁAŚ // Polish Journal of Environmental Studies ; ISSN 1230-1485. — 2016 vol. 25 no. 5A, s. 27–36.

Model reduction methods in damage identification of mechanical structures based on dynamic properties / Krystian SZOPA // W: KraSyNT 2015 :

Informacje dodatkowe:

Brak