Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Analiza sztywnościowo-wytrzymałościowa konstrukcji maszyn
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Jarosław Mańkowski
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Specjalnościowe
Kod przedmiotu:
1150-MBWPI-ISP-0321
Semestr nominalny:
6 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych – 48 godz., w tym: • wykład - 30 godz.; • laboratorium - 15 godz; • konsultacje – 1 godz.; • egzamin – 2 godz. 2) Praca własna studenta – 60 godz., w tym: • studia literaturowe: 10 godz. • przygotowanie do zajęć: 10 godz. • realizacja prac domowych i wykonanie sprawozdań: 30 godz. • przygotowanie do egzaminu: 10 godz. 3) RAZEM – 108 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1,8 punktów ECTS – liczba godzin kontaktowych – 46 godz., w tym: • wykład - 30 godz.; • laboratorium - 15 godz; • konsultacje – 1 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2,6 punktów ECTS – 65 godz., w tym: • laboratorium - 15 godz.; • przygotowanie do zajęć: 10 godz. • realizacja prac domowych i wykonanie sprawozdań: 30 godz. • przygotowanie do egzaminu: 10 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Znajomość podstaw mechaniki obejmująca zakres przedmiotów: Mechanika ogólna I, Mechanika ogólna II. Znajomość podstaw wytrzymałości materiałów obejmująca zakres przedmiotów: Wytrzymałość materiałów I, Wytrzymałość materiałów II. Znajomość podstaw konstrukcji maszyn obejmująca zakres przedmiotów: Podstaw konstrukcji maszyn, Projektowanie podstaw konstrukcji maszyn I, II. Znajomość podstaw metody elementów skończonych oraz umiejętność posługiwania się systemem Abaqus obejmująca zakres przedmiotu: Metoda elementów skończonych.
Limit liczby studentów:
30
Cel przedmiotu:
Poznanie zaawansowanych metod obliczeń sztywnościowo-wytrzymałościowych stosowanych w analizach konstrukcji maszyn.
Treści kształcenia:
Wykład 1. Integracja systemów CAD – MES. Modele geometryczne dla MES. Wykład obejmuje omówienie zagadnień dotyczących właściwego przygotowania modeli bryłowych do dyskretyzacji. 2. Omówienie zagadnień analiz koncentracji naprężeń w modelach bryłowych. 3. Szczegółowe omówienie zagadnień analiz postaci, sił krytycznych i częstości drgań własnych w modelach bryłowych. 4. Wprowadzenie do analiz nieliniowych. Koncentracja naprężeń po przekroczeniu granicy plastyczności materiału. Wykład obejmuje podstawowe zagadnienia związane z iteracyjnymi metodami analiz zagadnień nieliniowych. Jako przykład – nieliniowość materiału, wieloliniowy model sprężysto – plastyczny. 5. Konstrukcje bryłowe - analizy szczegółowe. Wykład obejmuje podstawowe zagadnienia dotyczące modelowania konstrukcji bryłowych za pomocą elementów 3D. Sposoby wprowadzania obciążeń. Definiowanie warunków brzegowych. Problemy związane z konstrukcjami o złożonych geometrycznie kształtach, sposoby łączenia siatek. Ocena wytężenia konstrukcji – naprężenia normalne, styczne oraz zredukowane. Koncentracje naprężeń wynikające z utwierdzenia modelu oraz łączenia siatek MES. 6. Modelowanie zadań uwzględnieniem wzajemne oddziaływanie części (zadania kontaktowe), w zakresie modeli bryłowych. 7. Szczegółowe analizy struktur bryłowych na przykładach analiz części reduktora z wykorzystaniem pakietu SolidWorks oraz Abaqus. Laboratorium 1. Integracja systemów CAD – MES. Modele geometryczne dla MES. 2. Analizy sił krytyczne i częstości drgań własnych. 3. Koncentracje naprężeń - szczególne przypadki. 4. Analizy zagadnień nieliniowych - wstęp. 5. Analizy konstrukcji bryłowych: reduktor - cz. 1. 6. Analizy konstrukcji bryłowych: reduktor - cz. 2. 7. Analizy konstrukcji bryłowych: reduktor - cz. 3. 8. Analizy konstrukcji bryłowych: reduktor - cz. 4. 9. Analizy konstrukcji bryłowych: reduktor - cz. 5. 10. Uproszczone sposoby modelowanie połączeń. 11. Zagadnienie kontaktowe - problem Hertza.
Metody oceny:
Wykład Zaliczany jest na podstawie oceny uzyskanej z laboratorium oraz egzaminu ustnego lub pisemnego. Laboratorium: Prace domowe realizowane w formie krótkich projektów – zadań do wykonania na podstawie wiedzy przekazanej na wykładzie oraz praktyki zdobytej w trakcie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych, które mają zakończyć się oddaniem pisemnego sprawozdania z wykonanej pracy.
Egzamin:
tak
Literatura:
Osiński J., Obliczenia wytrzymałościowe elementów maszyn z zastosowaniem metody elementów skończonych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998. Niezgodziński M. E. Niezgodziński T. Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo Techniczne, 1996.
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:
-

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W1
Student zna metody integracji systemów CAD – MES
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W07, KMiBM_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W2
Student posiada wiedzę o modelowaniu i przygotowaniu modelu geometrycznego w MES, w tym zagadnienia dyskretyzacji, modelowania przy wykorzystaniu elementów bryłowych.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W3
Student posiada wiedzę w zakresie przygotowania modeli bryłowych MES, w których występuje koncentracja naprężeń.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W4
Student zna zasady określania i wyznaczania sił krytycznych i częstości drgań własnych z wykorzystaniem MES
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W5
Student zna zasady wprowadzania obciążeń oraz definiowania warunków brzegowych w modelach MES konstrukcji bryłowych o złożonych geometrycznie kształtach.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W6
Student zna podstawowe metody rozwiązywania zagadnień nieliniowych stosowane w systemach MES.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W7
Student zna podstawowe zasady modelowania zagadnień kontaktowych w modelach bryłowych.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W8
Student zna zasady oceny naprężeń w układach lokalnych.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_W9
Student potrafi dokonać oceny wytężenia konstrukcji złożonej konstrukcji z wykorzystaniem MES.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_W04, KMiBM_W18
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U1
Student potrafi przygotować model geometryczny do dyskretyzacji. Potrafi dokonać podział geometrii na odpowiednie objętości. Rozumie znaczenie szczegółów (promienie, fazy, zmiany grubości) i potrafi je odpowiednio zdyskretyzować.
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U2
Student potrafi wykonać analizę sił krytycznych oraz częstości drgań własnych złożonej struktury z wykorzystaniem różnych modeli MES.
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U03, KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U3
Student posiada umiejętności praktycznego wykorzystania systemów MES w analizie stanu naprężenia wokół koncentratora. Potrafi dokonać optymalizacji zadania MES pod względem liczby elementów, rodzaju elementów (funkcje kształtu) oraz jakości siatki (deformacja siatki i jej wpływ na wyniki analiz).
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U03, KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U4
Student potrafi dobrać odpowiednie parametry oraz wykonać nieliniową statyczną analizę stanu wytężenia i deformacji struktury bryłowej wykonanej z materiału o nieliniowej charakterystyce.
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U03, KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U5
Student potrafi wykonać analizę wzajemnego oddziaływania części (zadanie kontaktowe) z wykorzystaniem MES.
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U03, KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_U6
Student potrafi w modelach MES stosować uproszczone sposoby modelowania połączeń.
Weryfikacja: Sprawozdanie z pracy domowej
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_U03, KMiBM_U15, KMiBM_U16, KMiBM_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka 1150-MBWPI-ISP-0321_K1
Student jest świadomy konieczności pogłębiania wiedzy w zakresie zaawansowanych technik obliczeniowych oraz zna możliwości dalszego rozwoju w tym kierunku na wydz. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych. Rozumie problemy związane z oceną bezpieczeństwa konstrukcji i ma świadomość odpowiedzialności ciążącej na osobie dokonującej analiz wytrzymałościowych.
Weryfikacja: Ocena wykonywania zadań w trakcie realizacji ćwiczeń laboratoryjnych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: KMiBM_K01, KMiBM_K02, KMiBM_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: