Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Modelowanie i dynamika nieliniowych układów mechanicznych
Koordynator przedmiotu:
prof. nzw. dr hab. inż. Elżbieta Jarzębowska
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Mechanika i Projektowanie Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
ML.NS748
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
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: realizacja zadań domowych i praca nad projektem końcowym - 25 godz. Razem - 75 godzin.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych - 50, w tym: a) wykład - 30 godz., b) ćwiczenia - 15 godz., c) konsultacje - 5 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2 punkty ECTS - 45 godzin, w tym: a) realizacja zadań domowych i praca nad projektem końcowym - 25 godz. b) ćwiczenia - 15 godz., c) konsultacje - 5 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawy mechaniki ogólnej (kurs mechaniki I i mechaniki II prowadzony na MEiL).
Limit liczby studentów:
150
Cel przedmiotu:
1.Przekazanie porcji wiedzy z zakresu metod modelowania nieliniowego układów mechanicznych, typowych w zastosowaniach inżynierskich. Zakres przewidzianej porcji wiedzy obejmuje modelowanie układów holonomicznych i nieholonomicznych, na poziomie kinematyki i dynamiki. 2.Pokazanie, poprzez strukturę wykładu i dobór przykładów, zakresu zastosowań różnych metod modelowania i sposobu podejścia do budowy i analizy różnych modeli nieliniowych. 3.Pokazanie słuchaczom i nauczenie ich „sposobu podejścia” do modelowania, który będą mogli wykorzystać w pracy praktycznej jako inżynierowie i w pracy naukowej.
Treści kształcenia:
Podstawowe reguły i etapy modelowania. Klasyfikacje modeli dla układów mechanicznych: modele nieliniowe holonomiczne i nieholonomiczne – przykłady. Równania dynamiki Lagrange'a, Lagrange'a z mnożnikami, Maggiego, Kane'a, Boltzmanna-Hamela dla układów holonomicznych i nieholonomicznych. Reprezentacja równań więzów w analizie numerycznej modeli nieliniowych. Aspekty numeryczne rozwiązywania równań ruchu układów mechanicznych.
Metody oceny:
Ocenie podlegają zadania domowe i projekt końcowy. Ocena oparta jest o kryteria poprawności wykonania zadania, pomysłowości i formy przedstawienia wyników końcowych.
Egzamin:
nie
Literatura:
1.Bloch, A.M. 2003. Nonholonomic mechanics and control, New York: Springer-Verlag. 2.de Jalon, J.G. and E. Bayo. 1994. Kinematic and dynamic simulation of multibody systems. Mech. Eng. Series. Berlin: Springer-Verlag. 3.Dobronravov, V.V. 1970. Foundations of mechanics of non-holonomic systems. Moscow: Vyschaja Shkola (in Russian). 4.Gutowski, R. 1971. Analytical mechanics, Warsaw: PWN (in Polish) lub Mechanika analityczna. 5.Jarzębowska, E. Mechanika analitczna, skrypt PW, oficyna wydawnicza PW, 2003. 6.Kane, T.R. and D. L. Levinson. 1985. Dynamics - theory and applications. McGraw Hill. 7.Lancos, C. 1986. The variational principles of mechanics. 4th ed. New York: Dover Publ. 8.Layton, R.A. 1998. Principles of analytical system dynamics. New York: Springer-Verlag. 9.Moon, F.C. 1998. Applied dynamics. John Wiley & Sons Inc. 10.Nejmark, J.I. and N.A. Fufaev. 1972. Dynamics of nonholonomic systems. Providence, Rhode Island: Am. Math. Society. 11.Papatavridis, J.G. 2002. Analytical mechanics, a comprehensive treatise on the dynamics of constrained systems; for engineers, physicians, and mathematicians. New York: Oxford University Press. 12.Pars, L.A. 1965. Treatise of analytical dynamics. London: W. Heinemann, Ltd. 13.Spong, M.W. and M. Vidyasagar. 1989. Robot control and dynamics. New York: Wiley. 14.Udwadia, F. and R. Kalaba. 1996. Analytical dynamics - a new approach. New York: Cambridge Univ. Press.
Witryna www przedmiotu:
nie
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NS748_W1
Zdobycie wiedzy nt. klasyfikacji modeli nieliniowych układów mechanicznych. Poznanie podstawowych różnic i konsekwencji klasyfikacji modeli nieliniowych.
Weryfikacja: Ocena projektu - Wybór metody rozwiązania projektu domowego nr 1.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_W2
Zdobycie wiedzy z zakresu wybranych metod modelowania układów nieliniowych holonomicznych.
Weryfikacja: Wykonanie projektu domowego nr 1 – zbudowanie modelu dynamiki dla wybranego układu holonomicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_W3
Zdobycie wiedzy z zakresu stosowanych metod wyprowadzania równań ruchu nieliniowych nieholonomicznych modeli układów mechanicznych.
Weryfikacja: Wykonanie projektu domowego nr 2 – zbudowanie modelu dynamiki dla wybranego układu nieholonomicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_W4
Zdobycie nowej wiedzy z zakresu reprezentacji równań więzów w analizie numerycznej modeli nieliniowych.
Weryfikacja: Wykonanie symulacji numerycznej modelu dynamiki układu z projektu nr 2 (wybranego układu nieholonomicznego).
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_W5
Zdobycie wiedzy niezbędnej do pokonywania problemów z rozwiązaniami numerycznymi nieliniowych równań ruchu układów mechanicznych.
Weryfikacja: Wykonanie symulacji numerycznej modelu dynamiki wybranego układu nieholonomicznego z projektu nr 2.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NS748_U1
Umiejętności formułowania celów modelowania, przyjmowania założeń i selekcji stopnia złożoności modelu.
Weryfikacja: Ocena projektu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_U2
Umiejętność zastosowania danej metody wyprowadzania równań ruchu do zbudowania modelu matematycznego danego układu mechanicznego holonomicznego.
Weryfikacja: Wykonanie projektu domowego nr 1 – zbudowanie modelu dynamiki dla wybranego układu holonomicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_U3
Umiejętność budowy nieliniowego modelu nieholonomicznego układu mechanicznego. Umiejętność wybrania metody modelowania matematycznego w zależności od celu modelowania i sposobu napędu lub pracy układu.
Weryfikacja: Wykonanie projektu domowego nr 2 – zbudowanie modelu dynamiki dla wybranego układu nieholonomicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U10, MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NS748_U4
Umiejętność zapisania równań więzów w algorytmie obliczeń numerycznych zapewniających stateczność rozwiązania.
Weryfikacja: Wykonanie projektu domowego nr 2 – zbudowanie modelu dynamiki dla wybranego układu nieholonomicznego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MiBM2_U13
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka ML.NS748_K1
Student rozumie znaczenie metod modelowania w pracy inżynierskiej i naukowej.
Weryfikacja: Ocena projektów domowych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: MBiM2_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: