Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
MES i MEB w technice
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RMBM-2-209-II-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Informatyka w inżynierii mechanicznej
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Czajka Ireneusz (iczajka@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Student nauczy się dokonywać dyskretyzacji obszaru, budować i agregować macierze sztywności i bezwładności dla elementów liniowych i nieliniowych oraz rozwiązywać problemy statyki i dynamiki.

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 posiada wiedzę z zakresu metody elementów skończonych i metody elementów brzegowych MBM2A_W12, MBM2A_W05, MBM2A_W03, MBM2A_W04, MBM2A_W10, MBM2A_W02, MBM2A_W01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie projektu
M_W002 zna metody rozwiązywania problemów spotykanych w praktyce inżynierskiej MBM2A_W12, MBM2A_W05, MBM2A_W03, MBM2A_W04, MBM2A_W02, MBM2A_W01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie projektu
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi zastosować MES i MEB do rozwiązywania problemów spotykanych w praktyce inżynierskiej MBM2A_U20, MBM2A_U18, MBM2A_U03 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Wykonanie projektu
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy, ma potrzebę ciągłego doskonalenia się MBM2A_K02 Aktywność na zajęciach,
Wykonanie projektu
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
52 26 0 13 13 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 posiada wiedzę z zakresu metody elementów skończonych i metody elementów brzegowych + - + + - - - - - - -
M_W002 zna metody rozwiązywania problemów spotykanych w praktyce inżynierskiej + - + + - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi zastosować MES i MEB do rozwiązywania problemów spotykanych w praktyce inżynierskiej - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy, ma potrzebę ciągłego doskonalenia się - - + + - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 52 godz
Przygotowanie do zajęć 23 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 23 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (26h):
  1. Wprowadzenie. Modele fizyczne i matematyczne układów rzeczywistych
  2. Definicja elementu skończonego i brzegowego. Funkcje kształtu
  3. Zależność pomiędzy stanem odkształceń a stanem przemieszczeń
  4. Klasyfikacje elementów skończonych i brzegowych. Układy lokalne i globalne. Transformacja z układu lokalnego do globalnego
  5. Drgania układów liniowych. Analiza stanów przejściowych i ustalonych w układach drgających
  6. Dynamiczne równania ruchu modelu dyskretnego we współrzędnych uogólnionych. Metody rozwiązywania dynamicznych równań ruchu
  7. Budowa macierzy sztywności. Budowa macierzy bezwładności. Budowa macierzy tłumienia elementów
  8. Agregacja macierzy. Rodzaje wymuszeń i odpowiedzi układu
  9. Implementacje metod: MES i MEB we współcześnie stosowanych profesjonalnych pakietach obliczeniowych
Ćwiczenia projektowe (13h):
  1. Budowa macierzy sztywności, bezwładności, tlumienia elementów w lokalnym układzie współrzędnych. Transformacja z układu lokalnego do globalnego
  2. Agregacja macierzy. Określenie wymuszenia. Rozwiązywanie układu dynamicznych równań ruchu
  3. Modelowanie układu rzeczywistego z wykorzystaniem profesjonalnego oprogramowania obliczeniowego
  4. Metody modelowania różnych rodzajów układów mechanicznych.
Ćwiczenia laboratoryjne (13h):
  1. Analiza statyczna i dynamiczna kratownicy
  2. Rozwiązywanie zagadnień płaskich przy pomocy MES
  3. Rozwiązywanie zagadnień płaskich przy pomocy MEB
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 projektowe: Studenci wykonują zadany projekt samodzielnie, bez większej ingerencji prowadzącego. Ma to wykształcić poczucie odpowiedzialności za pracę w grupie oraz odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
  • 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 kolokwium zaliczeniowego i bieżącej aktywności na zajęciach.
Zaliczenie odbywa się najpóźniej ostatniego dnia zajęć w semestrze.
Student ma prawo do jednego terminu zaliczenia poprawkowego w pierwszej części sesji.

Zajęcia projektowe zaliczane są na podstawie sprawozdań i ustnego kolokwium dotyczącego tych projektów.
Student ma prawo do jednego zaliczenia poprawkowego w pierwszej części sesji o ile oddał wszystkie sprawozdania przed końcem zajęć z semestru.

Do egzaminu są dopuszczani studenci, którzy uzyskali pozytywne oceny z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych i projektowych.

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 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.
  • 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 jest średnią ważoną z oceny uzyskanej na egzaminie (40%), oceny uzyskanej z zaliczenia ćwiczeń projektowych (30%) i oceny uzyskanej z zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych (30%), przy czym wszystkie oceny muszą być pozytywne.

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

Student musi oddać zrealizowane wszystkie projekty i nadrobić braki w wiedzy i umiejętnościach, wynikające z jego nieobecności.
Jest możliwe, że nieobecność na 30% zajęć nie pozwoli na uzyskanie wymaganych efektów uczenia się, co może zostać sprawdzone za pomocą ustnego lub pisemnego kolokwium.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Student powinien posiadać ogólną wiedzę z matematyki oraz inżynierii mechanicznej, a także posiadać umiejętność obsługi komputera i znajomość środowiska CAD i posługiwać się biegle językiem polskim.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:
  1. Gołaś A., Metody komputerowe w akustyce wnętrz i środowiska, Wydawnictwo AGH, Krakow 1995
  2. Huebner K. H., Dewhirst D. L., Smith D. E., The finite element method for engineers, John Wiley & Sons, New York 2001
  3. Narasimha R. J., An introduction to the finite element method, McGraw-Hill, Boston 2006
  4. Singiresu R. S., The finite element metho in engineering, elsevier Butterworth-Heinemann, Burington 2005
  5. Zienkiewicz O., Metoda elementow skończonych, PWN, Warszawa 1972
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Badania numeryczne wpływu parametrów konstrukcyjnych wentylatora promieniowego na generowany hałas, W: Aktualności inżynierii akustycznej i biomedycznej, red. Katarzyna Suder-Dębska. Polskie Towarzystwo Akustyczne. Oddział w Krakowie, 2018.

Dawid ROMIK, Ireneusz CZAJKA, Andrzej GOŁAŚ: Badania numeryczne wpływu wybranych parametrów konstrukcyjnych na hałas aerodynamiczny wentylatora promieniowego, Prace Instytutu Mechaniki Górotworu Polskiej Akademii Nauk, Kraków 2016

Konrad JAROSZ, Ireneusz CZAJKA, Andrzej GOŁAŚ: Implementation of Ffowcs Williams and Hawkings aeroacoustic analogy in OpenFOAM, W: Vibrations in physical systems XXVII symposium Bedlewo (near Poznan), May 9–13, 2016, red. Czesław Cempel, Marian W. Dobry, Tomasz Stręk, Poznań University of Technology 2016.

Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Modelling of acoustical wind turbine emission, W: Energetyka i ochrona środowiska, red. t. Marian Banaś. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Monografie / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, nr 61, Kraków 2013

Mateusz CZECHOWSKI, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA, Andrzej GOŁAŚ: Modelling of an aerodynamic noise generated by the aircraft engine turbine wreath, W: 7th forum acusticum 2014, 61st open seminar on acoustics, Polish Acoustical Society, Kraków, 7–12.09.2014

Ireneusz CZAJKA, Konrad Jarosz, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Modelling of an aerodynamic noise of a horizontal axis wind turbine using ANSYS/Fluent and OpenFOAM packages, W: 7th forum acusticum 2014, 61st open seminar on acoustics, Polish Acoustical Society, Kraków, 7–12.09.2014

Mateusz CZECHOWSKI, Ireneusz CZAJKA, Katarzyna SUDER-DĘBSKA: Numeryczne badanie wrażliwości pola akustycznego w pomieszczeniu na zmianę warunków brzegowych, W: XX Konferencja Inżynierii Akustycznej i Biomedycznej, Kraków–Zakopane, 15–19 kwietnia 2013

Ireneusz CZAJKA: O wykorzystaniu płaskich modeli wentylatorów promieniowych do projektowania i optymalizacji, W: Zagadnienia budowy i eksploatacji wentylatorów, red. t. Marian Banaś. Katedra Systemów Energetycznych i Urządzeń Ochrony Środowiska. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, Kraków 2016.

M. PLUTA, B. BORKOWSKI, I. CZAJKA, K. SUDER-DĘBSKA: Sound synthesis using physical modeling on heterogeneous computing platforms, Acta Physica Polonica A, Warszawa 2015

Informacje dodatkowe:

Brak