Nazwa przedmiotu: KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PRAC INŻYNIERSKICH Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy na specjalności: Komputerowe projektowanie maszyn i urządzeń Rodzaj zajęć: wykład, laboratorium I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Zapoznanie studentów z zagadnieniami modelowania i prowadzenia badań w odniesieniu do obiektów mechanicznych przy użyciu metody elementów skończonych z zastosowaniem pakietu COSMOS/M jako reprezentanta grupy programów obliczeniowych MES C2. Opanowanie obsługi dostępnych w Instytucie pakietów COSMOS/M C3. Przygotowanie do samodzielnego rozwiązywania podobnych zagadnień. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Znajomość zagadnień z zakresu mechaniki technicznej, wytrzymałości materiałów i teorii drgań. 2. Podstawowa znajomość metody elementów skończonych. 3. Podstawowa wiedza z zakresu obsługi komputera. 4. Umiejętność obsługi komputera. 5. Znajomość zasad bezpieczeństwa pracy przy użytkowaniu komputerów. EFEKTY KSZTAŁCENIA Computer aiding of engineering tasks Forma studiów stacjonarne Poziom studiów: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 1W, 2L EK 1 zna metodykę formułowania i rozwiązywania zagadnień statyki i drgań własnych prostych elementów maszyn za pomocą metody elementów skończonych przy użyciu pakietu COSMOS/M EK 2 potrafi samodzielnie przeprowadzić analizę wytrzymałościową i drgań własnych modeli elementów maszyn o zadanej geometrii EK 3 potrafi opracować wnioski o znaczeniu konstrukcyjnym i eksploatacyjnym na podstawie wyników analizy wytrzymałościowej i drgań własnych modeli elementów maszyn EK 4 ma świadomość ważności właściwego konstruowania maszyn, z punktu widzenia ich wytrzymałości i niezawodności działania, dla podnoszenia komfortu życia społeczeństwa EK 5 ma umiejętność współpracy w małym zespole Kod przedmiotu: S1_1-1 Rok: III Semestr: V Liczba punktów: 3 ECTS
TREŚCI PROGRAMOWE Liczba Forma zajęć WYKŁADY godzin W 1 Literatura przedmiotu i podstawowe moduły systemu COSMOS/M 1 W 2,3 Biblioteka elementów skończonych i podstawowe etapy budowy modelu MES za 2 pomocą pakietu COSMOS/M model geometryczny z uwzględnieniem rodzaju elementów, podział na elementy obszarów geometrycznych dla odpowiednio dobranych grup elementów, realizacja warunków brzegowych (i początkowych),, wybór rodzaju i ustalenie parametrów prowadzonych obliczeń, prowadzenie obliczeń, analiza wyników: rysunki, tablice, animacje W 4,5 omówienie celu, zakresu i sposobu realizacji zadania pierwszego laboratorium 2 oraz przykład realizacji zadania W 6 Sposoby modelowania układów mechanicznych dobór rodzajów elementów 1 skończonych wraz z ich parametrami, parametryzacja modelu obiektu, podział na elementy, w tym modyfikacje modelu, łączenie elementów należących do różnych struktur geometrycznych i kompresja W 7,8 omówienie celu, zakresu i sposobu realizacji zadania drugiego laboratorium oraz 2 przykład realizacji zadania W 9, 10 - Modelowanie geometrii i integracja systemów CAD. Zagadnienia związane z 2 podziałem na elementy oraz współpracy różnych rodzajów elementów. Sposoby realizacji podziału na elementy, menu MESHING. W 11, 12 Możliwości uzyskiwania różnego zagęszczenia siatki. Możliwości modyfikacji 2 wybranych struktur np. konturów w celu dopasowania żądanej liczby elementów. Rodzaje i sposoby realizacji w programie warunków brzegowych. Rodzaje analiz prowadzonych za pomocą pakietu oraz omówienie wybranych elementów z biblioteki. W 13, 14, 15 Wybrane przykłady realizacji zadań inżynierskich za pomocą pakietów 2 MES. Liczba Forma zajęć LABORATORIUM L 1,2,3 Wykonanie zadania wstępnego ilustrującego procedurę formułowania zagadnienia, jego rozwiązywania i prowadzenia analizy wyników przy użyciu pakietów MES na przykładzie pakietu COSMOS/M. L 4-8 Opracowanie modeli obliczeniowych za pomocą metody elementów skończonych przy użyciu pakietu COSMOS/M belek o dowolnym przekroju (np.: kątownik, teownik, ceownik, dwuteownik, skrzynka) oraz przeprowadzenie obliczeń i wykonanie analizy statycznej i drgań swobodnych układu. Każdy z modeli opracowany zostanie za pomocą jednego z rodzajów elementów skończonych jedno-, dwu- i trójwymiarowych - co umożliwi analizę wpływu rodzaju elementów skończonych na otrzymywane wyniki obliczeń. L 9 Zadania sprawdzające stopień opanowania przez studentów metodyki formułowania i rozwiązywania zagadnień statyki i drgań własnych prostych elementów maszyn za pomocą metody elementów skończonych przy użyciu pakietu COSMOS/M L 10-14 Opracowanie modeli obliczeniowych zadanego układu mechanicznego przy użyciu w jednym modelu różnych rodzajów elementów skończonych jedno-, dwu- i trójwymiarowych. Ilustracja zagadnienia współpracy elementów skończonych. L 15 zajęcia podsumowujące i uzupełniające wiedzę z zakresu przedmiotu 2 godzin 6 10 2 10 2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych oraz komputera z odpowiednim oprogramowaniem, w tym pakietem COSMOS/M 2. zajęcia laboratoryjne komputerowe z wykorzystaniem odpowiednich pakietów programów komputerowych, w tym pakietu COSMOS/M 3. przykładowe formy opracowania sprawozdań z wykonania dwóch zasadniczych ćwiczeń z zakresu przewidzianego do realizacji 3
SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena przygotowania do ćwiczeń laboratoryjnych F2. ocena realizacji zadania wstępnego ilustrującego procedurę formułowania zagadnienia, jego rozwiązywania i prowadzenia analizy wyników przy użyciu pakietów MES na przykładzie pakietu COSMOS/M. F3. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych F4. ocena aktywności podczas zajęć P1. ocena realizacji i sprawozdań z wykonania zasadniczych ćwiczeń objętych programem przedmiotu zaliczenia na oceny * P2. ocena wiedzy i umiejętności nabytych w czasie zajęć realizacja samodzielna zadania sprawdzającego stopień opanowania metodyki formułowania i rozwiązywania zagadnień statyki i drgań własnych prostych elementów maszyn za pomocą metody elementów skończonych przy użyciu pakietu COSMOS/M zaliczenie na ocenę* *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz realizacji zadania sprawdzającego OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Konsultacje Przygotowanie do zajęć (praktyczne) Przygotowanie sprawozdań Zapoznanie ze wskazaną literaturą Przygotowanie do zadania sprawdzającego lub/i egzaminu Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 30L 45h 5 h 9 h 5 h 5,5 h 5,5 h Suma 75h SUMARYCZNA 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 2 ECTS 1,76 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Osiński Z.: Teoria drgań, PWN, Warszawa, 1980. 2. Piszczek K., Walczak J.: Drgania w budowie maszyn, PWN, Warszawa, 1982. 3. Rusiński E.: Metoda elementów skończonych. System COSMOS/M., Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa, 1994. 4. Skalmierski B.: Mechanika, PWN, Warszawa, 1994. 5. Posiadała B. (red.), Kukla S., Przybylski J., Sochacki W., Tomski L.: Modelowanie i badania zjawisk dynamicznych wysięgników teleskopowych i żurawi samojezdnych, WNT, Warszawa, 2000. 6. Posiadała B. (red.), Geisler T., Policiński J., Sochacki W.: Rysunek techniczny w AutoCADzie, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 2002. 4
7. Posiadała B. (red.), Cekus D., Geisler T., Kukla S., Przybylski J., Sochacki W., Wilczak R.: Modelowanie, identyfikacja modeli i badania dynamiki żurawi samojezdnych, WNT, Fundacja Książka Naukowo- Techniczna, Warszawa, 2005. 8. Posiadała B. Modelowanie i analiza drgań ciągło-dyskretnych układów mechanicznych. Zastosowanie formalizmu mnożników Lagrange a, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Seria Monografie nr 136, 2007. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. prof. dr hab. inż. Bogdan Posiadała bogdan.p@imipkm.pcz.pl 2. dr inż. Dawid Cekus cekus@imipkm.pcz.pl 3. dr inż. Paweł Waryś warys@imipkm.pcz.pl MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny EK1 K_W22, K_W_A01 C1,C2,C3 W1-15 1, 2, 3 P1,P2 EK2 K_U22, K_U_A01 C1,C2,C3 L1-15 2,3 P2 EK3 K_U22, K_U_A01 C1,C3 L1-15 1, 3 P1 EK4 K_K01 C1,C2,C3 W1-15 1, 2 L1-15 P1 EK5 K_K02 C1,C2 L1-15 2 P1 5
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1 Student opanował wiedzę z zakresu formułowania i rozwiązywania zagadnień budowy modeli fizycznych i matematycznych, w odniesieniu do wybranych obiektów rzeczywistych EK2, EK3, EK4, EK5 Student posiada umiejętności stosowania wiedzy w rozwiązywaniu zadań w zakresie tematyki przedmiotu, ma świadomość ważności właściwego konstruowania maszyn dla podnoszenia komfortu życia społeczeństwa i ma umiejętność pracy w zespole Student nie zaliczył ćwiczenia sprawdzającego Student nie zrealizował ćwiczeń objętych programem przedmiotu Student zaliczył ćwiczenie sprawdzające popełniając błędy we fragmentach zrealizowanego modelu, ale pozwalające na opracowanie zadanego modelu obliczeniowego Student zrealizował ćwiczenia objęte programem przedmiotu i wykonał w sposób poprawny sprawozdania, gdzie przedstawiono podstawowe wnioski jakościowe z realizacji zadań III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Student zaliczył ćwiczenie sprawdzające nie popełniając błędów w opracowaniu zadanego modelu obliczeniowego Student zrealizował ćwiczenia objęte programem przedmiotu i wykonał w sposób dobry sprawozdania, gdzie przedstawiono podstawowe wnioski jakościowe i ilościowe z realizacji zadań Student zaliczył ćwiczenie sprawdzające opracowując w sposób optymalny zadany model obliczeniowy oraz wykazał się dodatkową wiedzą w interpretacji wyników Student zrealizował ćwiczenia objęte programem przedmiotu i wykonał w sposób bardzo dobry sprawozdania, gdzie przedstawiono pełne wnioski jakościowe i ilościowe z realizacji zadań oraz wykazał się aktywnością na zajęciach wykazując zdobytą wiedzę 1. Wszelkie informacje dla studentów kierunku są umieszczane na stronie Wydziału www.wimii.pcz.pl oraz na stronach podanych studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu. 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu. 6