Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Metoda elementów skończonych – zastosowanie w bioinżynierii
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Konrad Kamieniecki
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
114A-IBxxx-ISP-MES
Semestr nominalny:
5 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Razem: 75h (3 ETCS), w tym: 1. Liczba godzin bezpośrednich: 32h:, w tym: 15h - wykład, 15h - projekt: 2h - konsultacje 2. Praca własna studenta 43h: przygotowanie się do kolokwium zaliczającego: 15h, opracowanie wyników projektu: 15h, 13 przegląd literatury.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1 punkt ETCS (32h), w tym: 1. wykład: 15h 2. projekt: 15h 3. konsultacje 2h
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1 punkt ETCS (32h), w tym: 1. projekt 15h 2. konsultacje 2h 3. opracowanie wyników projektu: 15h
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład225h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium225h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Mechanika Ogólna, Wytrzymałość Materiałów, Matematyka, Fizyka.
Limit liczby studentów:
24
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest poznanie metody elementów skończonych jako narzędzia służącego przybliżaniu rozwiązania różnorodnych problemów fizycznych, w tym zagadnień biomechanicznych, przepływ ciepła, mechaniki strukturalnej i analizy problemów nieliniowych. W ramach przedmiotu studenci poznają arkana teoretyczne MES oraz zdobywają praktykę w rozwiązywaniu i analizowaniu modeli numerycznych, przeliczonych przy wykorzystaniu oprogramowania ANSYS.
Treści kształcenia:
Wykład: Wprowadzenie do Metody Elementów Skończonych (MES), inżynierskie i naukowe przykłady zastosowania MES w bioinżynierii. Koncepcja elementu skończonego na przykładzie elementu belkowego. Analiza liniowa statyczna, liniowy model materiałowy. Analiza nieliniowa statyczna, biliniowy model materiałowy, rodzaje nieliniowości. Analiza termiczna, rozwiązywanie pola rozkładu temperatury. Analiza dynamiczna: modalna oraz harmoniczna. Analiza zmęczeniowa wysoko-cyklowa. Laboratorium: wprowadzenie do środowiska ANSYS, definicja geometrii, definicja siatki elementów skończonych, definicja warunków brzegowych, rozwiązanie modelu oraz analiza wyników. Rozwiązanie modelu liniowego statycznego, rozwiązanie modelu nieliniowego statycznego, rozwiązanie zagadnienia dynamiki liniowej.
Metody oceny:
Kolokwium z treści wykładowych oraz zrealizowanie zadania projektowego podczas laboratorium komputerowego. Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z kolokwium (0.4) oraz z laboratorium (0.6).
Egzamin:
nie
Literatura:
1. M. Bijak-Żochowski, Mechanika materiałów i konstrukcji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2013 2. Zienkiewicz, Olgierd Cecil. Metoda elementów skończonych. 1972. 3. Bathe, Klaus-Jürgen. Finite element procedures. Klaus-Jurgen Bathe, 2006.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka K_U01
Potrafi zdobywać informacje z dostępnych źródeł (literatura, bazy danych itp.), integrować i interpretować te informacje oraz formułować wnioski.
Weryfikacja: Realizacja zadania zaliczeniowego oraz przygotowanie się do kolokwium.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o
Charakterystyka K_U02
Potrafi przygotować dokumentację prostego zadania inżynierskiego i opis wyników realizacji zadania i przedstawić je przy pomocy różnych technik.
Weryfikacja: Opracowanie wyników realizowanego zadania zaliczeniowego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U02
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK
Charakterystyka K_U03
Potrafi przygotować i przedstawić w języku polskim i języku angielskim prezentację wyników realizacji prostego zadania inżynierskiego
Weryfikacja: Opracowanie wyników realizowanego zadania zaliczeniowego w formie prezentacji.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK
Charakterystyka K_U06
Potrafi posługiwać się zdobytą wiedzą z zakresu matematyki w analizie podstawowych problemów fizycznych i technicznych.
Weryfikacja: Przygotowanie zadania zaliczeniowego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka K_U08
Potrafi wykorzystać poznane metody i narzędzia komputerowe do projektowania elementów systemów mechatronicznych do zastosowań w inżynierii biomedycznej.
Weryfikacja: Potrafi rozwiązać praktyczne zadanie zaliczeniowe.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U08
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K_K03
Jest świadomy szczególnych uwarunkowań związanych z polem działania inżynierii biomedycznej i związanej z tym społecznej odpowiedzialności
Weryfikacja: Realizacja zadania zaliczeniowego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KR