- Nazwa przedmiotu:
- Dynamics of multi-body systems
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Janusz Frączek, dr hab. inż. Marek Wojtyra, prof. PW
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Robotics
- Grupa przedmiotów:
- Przedmioty obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- EM18
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 5
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Liczba godzin kontaktowych: 50, w tym:
a) wykład – 30 godz.,
b) ćwiczenia – 15 godz.,
c) konsultacje – 5 godz.
2. Praca własna studenta: 35 godzin:
realizacja pracy domowej, polegającej na dokonaniu analizy kinematycznej mechanizmu przy pomocy samodzielnie napisanego programu (w środowisku MATLAB-a) oraz z wykorzystaniem profesjonalnego pakietu do obliczeń metodą układów wieloczłonowych (ADAMS-a),
Razem: 85 godzin – 5 punktów ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 3 punkty ECTS – 50 godzin kontaktowych, w tym:
a) wykład – 30 godz.,
b) ćwiczenia – 15 godz.,
c) konsultacje – 5 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- angielski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 3.5 punktu ECTS – 65 godzin, w tym:
a) udział w ćwiczeniach – 15 godz.,
b) udział w laboratoriach – 15 godz.,
c) realizacja pracy domowej, polegającej na dokonaniu analizy kinematycznej mechanizmu przy pomocy samodzielnie napisanego programu (w środowisku MATLAB-a) oraz z wykorzystaniem profesjonalnego pakietu do obliczeń metodą układów wieloczłonowych (ADAMS-a) – 35 godzin.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw mechaniki klasycznej, obliczeń macierzowych i rachunku różniczkowego.
- Limit liczby studentów:
- 24
- Cel przedmiotu:
- 1. Przygotowanie do samodzielnego formułowania i rozwiązywania zagadnień z dziedziny układów wieloczłonowych.
2. Przygotowanie do korzystania z profesjonalnego oprogramowania inżynierskiego w zakresie modelowania układów wieloczłonowych.
- Treści kształcenia:
- Wykłady:
1. Położenie i orientacja członów w przestrzeni. Matematyczny opis układu wieloczłonowego w różnych współrzędnych.
2. Pary kinematyczne i równania więzów. Więzy kierujące. Obliczanie macierzy Jacobiego.
4. Sformułowanie i rozwiązanie zagadnienia kinematyki. .
5. Algorytm i struktura programu do zautomatyzowanej analizy kinematycznej mechanizmów.
6. Równania ruchu układu wieloczłonowego. Reakcje więzów.
7. Zadania odwrotne i proste dynamiki. Struktura programu do zautomatyzowanej analizy dynamicznej mechanizmów.
Ćwiczenia:
1. Podstawy obsługi pakietu ADAMS.
2. Modelowanie członów i par kinematycznych na przykładzie chwytaka.
3. Modelowanie sił. Uruchamianie symulacji. Przetwarzanie i prezentacja wyników.
4. Parametryzacja modelu układu wieloczłonowego. Obliczenia optymalizacyjne.
5. Podstawy modelowania sił kontaktu. Wykorzystanie funkcji stanu.
6. Modelowanie mechanizmu krzywkowego. Wrażliwość parametryczna.
7. Analiza mechanizmów z więzami nadmiarowymi.
- Metody oceny:
- 20% – praca na ćwiczeniach
50% – zaliczenie zadania domowego
30% – zaliczenie końcowe (egzamin ustny)
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Nikravesh P.E.: Planar Multibody Dynamics. Formulation, Programming with MATLAB®, and Applications, 2nd Ed., Taylor & Francis, Boca Raton, 2018.
2. Haug E.J.: Computer-Aided Kinematics and Dynamics of Mechanical Systems. Volume I: Basic Methods, Allyn and Bacon, 1989.
3. Garcia de Jalon J., Bayo E.: Kinematic and Dynamic Simulation of Multibody Systems. Springer-Verlag, 1994.
- Witryna www przedmiotu:
- —
- Uwagi:
- —
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka EM18_W1
- The student knows the basics of kinematic analysis of mechanisms and multibody systems.
Weryfikacja: Homework assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG, III.P7S_WG.o, P7U_W
- Charakterystyka EM18_W2
- The student has knowledge regarding equations of motion of mechanisms and multibody systems
Weryfikacja: Final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG, P7U_W
- Charakterystyka EM18_W3
- The student has basic knowledge about the methods of integrating the equations of motion of multibody systems
Weryfikacja: Homework assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_W01, AiR2_W10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_WG, P7U_W, III.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka EM18_U1
- The student can write the equations of kinematics for a mechanism or a complex multibody system
Weryfikacja: Homework assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW, III.P7S_UW.2.o
- Charakterystyka EM18_U2
- The student can numerically solve equations of kinematics.
Weryfikacja: Homweork assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_U06, AiR2_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
III.P7S_UW.4.o, I.P7S_UW, III.P7S_UW.2.o
- Charakterystyka EM18_U3
- The student can formulate equations of motion of complex mechanisms
Weryfikacja: Homework assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.4.o
- Charakterystyka EM18_U4
- The student can conduct dynamic analysis of simple mechanisms using modern design and analysis tools
Weryfikacja: Homework assignment
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_U07, AiR2_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.4.o
- Charakterystyka EM18_U5
- The student can solve an engineering problem in the field of multibody systems modelling
Weryfikacja: Homework assignment, final exam
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR2_U03, AiR2_U14, AiR2_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P7S_UW, III.P7S_UW.1.o, III.P7S_UW.2.o, III.P7S_UW.4.o, III.P7S_UW.3.o