Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechatronic design
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
RIMA-2-202-MD-s
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Mechatronic Design
Kierunek:
Mechatronic Engineering with English as instruction language
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
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

This teaching module deals with the computer-aided mechatronic design process of mechatronic devices and systems. The lectures are intended to provide an overview and necessary theoretical background of the computer-aided tools used in the mechatronic design process. During the laboratory classes the students get familiar with the commercial software tools used in mechatronic design. During the project class the students solve a predefined engineering problem working in a group.

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 knows theoretical foundations of the design and numerical modeling of mechatronic devices and systems IMA2A_W07, IMA2A_W02, IMA2A_W04 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W002 has the knowledge about the basic numerical analyses and tools (CAx) utilized in the process of design, manufacturing and virtual testing of mechatronic devices IMA2A_W07, IMA2A_W02, IMA2A_W04 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W003 has the knowledge about the modeling of complex physical phenomena, including multiphysics simulations, present in mechatronic devices IMA2A_W01 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 is able to formulate a numerical model of a mechatronic device, or a subsystem of a device, considering the physical phenomena relevand for the intended application of a model IMA2A_U10, IMA2A_U07, IMA2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U002 is able to formulate a geometrical model (CAD) and a computational model (CAE) of a mechatronic device and perform a numerical analysis of that device for a desired application IMA2A_U10, IMA2A_U07, IMA2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U003 is able to perform an assessment of simulation results and relate them to experimental data with use of relevant validation criteria IMA2A_U11 Kolokwium,
Projekt
M_U004 is able to perform the analysis of influence of characteristic model parameters on the performance of a mechatronic device - local and global sensitivity analysis IMA2A_U14, IMA2A_U11, IMA2A_U13 Kolokwium,
Projekt
M_U005 is able to present the results of individual work and the work of a project team. Is able to discuss the results and propose improvements and future works. IMA2A_U14, IMA2A_K01, IMA2A_U13 Prezentacja
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 has the ability to bring innovation into the design IMA2A_U14, IMA2A_K01, IMA2A_U13 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 knows theoretical foundations of the design and numerical modeling of mechatronic devices and systems + - - - - - - - - - -
M_W002 has the knowledge about the basic numerical analyses and tools (CAx) utilized in the process of design, manufacturing and virtual testing of mechatronic devices + - - - - - - - - - -
M_W003 has the knowledge about the modeling of complex physical phenomena, including multiphysics simulations, present in mechatronic devices + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 is able to formulate a numerical model of a mechatronic device, or a subsystem of a device, considering the physical phenomena relevand for the intended application of a model + - + + - - - - - - -
M_U002 is able to formulate a geometrical model (CAD) and a computational model (CAE) of a mechatronic device and perform a numerical analysis of that device for a desired application - - + + - - - - - - -
M_U003 is able to perform an assessment of simulation results and relate them to experimental data with use of relevant validation criteria + - + + - - - - - - -
M_U004 is able to perform the analysis of influence of characteristic model parameters on the performance of a mechatronic device - local and global sensitivity analysis - - + + - - - - - - -
M_U005 is able to present the results of individual work and the work of a project team. Is able to discuss the results and propose improvements and future works. - - + + - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 has the ability to bring innovation into the design - - + + - - - - - - -
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):

Introduction to the computer-aided mechatronic design process.
Description of the product life cycle management process (PLM) together with the available software solutions necessary to implement it.
Revision of the basic knowledge on discretization methods and numerical methods used in the computer-aided design (CAx) processes.
Discussion on the practical aspects of the CAx processes including the capabilities and limitation of the available engineering software solutions.
Description of the basic and advanced numerical methods used in mechatronic design with special focus on the Multibody Systems Dynamics (MBS) and the Finite Element Method (FEM).

Ćwiczenia laboratoryjne (56h):

During the laboratory classes the students get familiar with the commercial software tools used in the mechatronic design process and solve a set of predefined engineering problems with the support from a tutor.

Numerical simulations will be performed with use of commercial engineering software packages, mainly from MSC.Software.

Ćwiczenia projektowe (42h):

In this part of the course, the students use the theoretical knowledge acquired during the lectures and the practical knowledge acquired during laboratory classes to accomplish a project task defined at the beginning of the semester. The work on the project is realized in small groups of few people which requires both technical knowledge and soft skills like team work and public speaking.

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:

Laboratory classes are graded based on the partial marks from tests performed within the course of the semester. The final mark from the laboratory classes is the arithmetic mean of the partial marks. Not taking any of the tests within the course of the semester results in the zero value for that test counted in the arithmetic mean evaluation.

Project classes are graded based on the partial marks earned from the presentations of the project progress and the final report from the project.

Corrections are possible after the end of the semester, in the primary examination period, by re-taking the failed tests from the laboratory class and/or delivering the final report from the project class.

The exam can be taken only if both laboratory and project classes are passed.

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.
  • 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:

Weighted average of grades from the laboratory class (40%), the project class (40%) and the exam (20%).

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

The absence during the classes can be corrected by participating in the classes with a different group, given that the scope of the class is the same. If this is not possible, the tutor may allow for correcting the absence by individual work of a student with the provided teaching materials, which should be documented with a written report.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Basic knowledge in mathematics (linear algebra, matrix theory), physics, applied mechanics and materials science.

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