PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Transkrypt

1 Nazwa przedmiotu: Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy moduł kierunkowy ogólny Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z metodami symulacji układów mechanicznych. C2. Przekazanie i utrwalenie wiadomości z podstaw metody skończonych. C3. Nabycie przez studentów praktycznych umiejętności budowy modeli obliczeniowych oraz samodzielnego prowadzenia prostych symulacji komputerowych. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Podstawy wiedzy z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów. 2. Wiedza z zakresu matematyki. 3. Umiejętność obsługi komputera. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. 5. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. 6. Umiejętności prawidłowej interpretacji i prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA PODSTAWY SYMULACJI KOMPUTEROWEJ Fundamentals of Numerical Simulations Forma studiów: studia stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 1W, 1L Kod przedmiotu: IB_mk_20 Rok: III Semestr: VI Liczba punktów: 3 ECTS EK 1 posiada podstawową wiedzę teoretyczną z zakresu modelowania i symulacji systemów mechanicznych, EK 2 zna zasady opracowywania modeli fizycznych i numerycznych prostych układów, EK 3 zna zasady obsługi i podstawowe funkcje wybranego środowiska, EK 4 potrafi opracować model obliczeniowy i przeprowadzić analizę MES układu mechanicznego, EK 5 potrafi zaprezentować oraz zinterpretować wyniki przeprowadzonych symulacji. WIMiI_IB_Ist_ IB_mk_20 Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 1/5

2 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1,2 Wprowadzenie do zagadnień modelowania i symulacji zagadnień mechanicznych 2 podstawowe pojęcia i definicje W 3 Metody symulacji. Symulacje komputerowe. 1 W 4 Model fizyczny i matematyczny. 1 W 5,6 Wprowadzenie do metody skończonych MES. 2 W 7,8 Model materiałowy, warunki brzegowe i początkowe. 2 W 9 Rodzaje skończonych. Funkcje kształtu. Dyskretyzacja obszaru. 1 W 10,11 Modele jedno- i dwuwymiarowe. Płaski stan naprężenia. 2 Płaski stan odkształcenia. W 12 Wprowadzenie do zagadnień nieliniowych. Zjawisko kontaktu. 1 W 13 Oprogramowanie MES. Budowa aplikacji i etapy prowadzenia symulacji. 1 W 14 Obszary zastosowań MES. 1 W 15 Zastosowanie MES w inżynierii biomedycznej. 1 Forma zajęć LABORATORIUM Liczba godzin L 1,2 Zapoznanie z obsługą interfejsu użytkownika wybranego programu 2 L 3,4 Modelowanie geometrii. Uproszczenia modeli geometrycznych, modele 1D, 2D, 2 3D, zagadnienia osiowosymetryczne. Integracja z programami CAD. L 5,6 Zasady budowy modeli numerycznych prostych układów mechanicznych. Definicja 2 modelu materiału oraz warunków brzegowych i początkowych. L 7 Dyskretyzacja obszaru wybór elementu oraz podział na siatkę 1 skończonych. L 8 Opracowanie i prezentacja wyników obliczeń. 1 L 9 Zagadnienia prętowo-belkowe. Element 1D. 1 L 10 Symulacja numeryczna statycznej próby rozciągania. Zagadnienie 2D. 1 L 11 Symulacja zginania belki. Element 3D solid. 1 L 12 Zagadnienie osiowosymetryczne. Zagadnienie 3D. 1 L 13 Symulacja procesu nagrzewania ciała stałego. 1 L 14 Zagadnienie kontaktu 1 L 15 Zadanie sprawdzające stopień opanowania obsługi oprogramowania oraz 1 umiejętności w zakresie opracowania modelu i wykonania symulacji numerycznej prostych zagadnień mechanicznych NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. ćwiczenia laboratoryjne laboratorium komputerowe 3. zestawy komputerowe 4. pakiet obliczeniowy MES WIMiI_IB_Ist_ IB_mk_20 Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 2/5

3 SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA). ocena ciągła aktywności na zajęciach. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas realizacji zadań. ocena zdobytych umiejętności - końcowe zadanie zaliczeniowe. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu kolokwium (test) OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą i przygotowanie do zaliczenia wykładów Przygotowanie do zadań laboratoryjnych oraz przygotowanie sprawozdania z końcowego zadania Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 15L 30 godz. 5 godz. 25 godz. 15 godz. Suma 75 godz. LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych 3 ECTS 1,4 ECTS 1,1 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. G. Rakowski, Z. Kacprzyk: MES w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa G. Rakowski: Metoda skończonych. Wybrane problemy, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, ADINA. Theory and Modeling Guide, Adina R&D, INC O. C. Zienkiewicz: Metoda skończonych, ARKADY, Warszawa K.J. Bathe, Finie element procedures, Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey 07458; M.F. Ashby, Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim, WNT Warszawa D. W. Hermann: Podstawy symulacji komputerowych w fizyce, WNT, R. Bąk, T. Burczyński: Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia komputerowego, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa ADINA User Interface Command Reference Manual, ADINA R&D Inc., Watertown, MA, USA, ADINA Primer. ADINA R&D Inc., Watertown, MA, USA, 2008 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES ) 1. dr inż. Wojciech Więckowski wieckowski@iop.pcz.pl WIMiI_IB_Ist_ IB_mk_20 Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 3/5

4 MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK4 EK5 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) K_W18 KIR_W12 K_W18 K_U23 K_K04 KIR_W07 K_U19 KIR_U04 KIR_U06 K_W05 KIR_W07 K_U05 K_U19 KIR_U04 KIR_U06 KIR_U09 K_U05 K_U30 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne C1,C2 W C1,C2 W L1-7 L1-15 L Sposób oceny F4 WIMiI_IB_Ist_ IB_mk_20 Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 4/5

5 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1 podstawy wiedzy z zakresu modelowania oraz metod symulacji komputerowej Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu materiału programowego Student w ograniczonym zakresie opanował komputerowej komputerowej, sprawnie wykorzystuje zdobyte wiadomości Student bardzo dobrze opanował komputerowej, samodzielnie potrafi zdobywać i poszerzać wiedzę EK2 skończonych EK3 Student posiada umiejętności obsługi wybranego środowiska Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu materiału Student nie zna obsługi wskazanego pakietu Student częściowo opanował podstawy metody skończonych, ma trudności z ich wykorzystaniem obsługę wybranych modułów oprogramowania, zadania rozwiązuje z pomocą prowadzącego skończonych, posługuje się odpowiednią terminologią, pracować w wybranej aplikacji, rozwiązuje samodzielnie zadania o średnim stopniu trudności skończonych, potrafi zastosować zdobytą wiedzę do postawionych zadań obsługę wybranej aplikacji, rozwiązuje samodzielnie zadania o wyższym stopniu trudności EK4 zamodelować oraz przeprowadzić analizę MES układu mechanicznego EK5 efektywnie prezentować i interpretować wyniki obliczeń Student nie nabył umiejętności objętych programem nauczania przedmiotu Student nie uzyskał lub nie potrafi przedstawić wyników swoich badań Student nie potrafi samodzielnie rozwiązywać problemów napotykanych w trakcie wykonywania zadań Student uzyskał wyniki obliczeń, ale nie potrafi dokonać ich interpretacji Student samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie typowych zadań prezentować wyniki swojej pracy oraz dokonuje ich analizy Student samodzielnie rozwiązuje problemy wynikające w trakcie zadania, aktywnie uczestniczy w zajęciach, jest w stanie zaproponować inne rozwiązania w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów dotyczące przedmiotu w tym harmonogramu odbywania zajęć, warunków zaliczenia oraz konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć z przedmiotu oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Technologii Mechanicznych. WIMiI_IB_Ist_ IB_mk_20 Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 5/5