Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Opto-numeryczne metody pomiaru
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Leszek Sałbut, prof. dr hab. inż. Małgorzata Kujawińska,
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechatronika
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
brak
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2021/2022
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin bezpośrednich – 49, w tym: • wykład: 30 godz., • projekt i ćwiczenia w ramach laboratorium: 15 godz., • konsultacje – 2 godz. • egzamin – 2 godz. 2) Praca własna studenta – 30 godz. • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych 6 godz., • przygotowanie modelu MES - 5 godz., • przygotowanie sprawozdań 4 godz., • przygotowanie do egzaminu: 15 godz. Razem 79 godz. = 3 punkty ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2 punkty ECTS - Liczba godzin bezpośrednich – 49, w tym: • wykład: 30 godz., • projekt i ćwiczenia w ramach laboratorium: 15 godz., • konsultacje – 2 godz. • egzamin – 2 godz
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1,5 punktu ECTS – 32 godz., w tym: • przygotowanie do zajęć laboratoryjnych 6 godz. • , przygotowanie modelu MES - 5 godz., • przygotowanie sprawozdań 4 godz., • projekt i ćwiczenia w ramach laboratorium: 15 godz., • konsultacje – 2 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Optomechatronika, Optyka instrumentalna, Technika laserowa, Widzenie maszynowe
Limit liczby studentów:
12
Cel przedmiotu:
Poznanie polowych opto-numerycznych metod badań i ich wykorzystania w metrologii optycznej, mechanice eksperymentalnej i inżynierii materiałowej.
Treści kształcenia:
Wykład: Wstęp. Metody eksperymentalne, numeryczne i hybrydowe: Metody doświadczalne i numeryczne: zalety i ograniczenia. Metody hybrydowe łączące zalety metod eksperymentalnych i numerycznych: charakterystyka i systematyka, zastosowania. Metody numeryczne: Modelowanie w technice: badania operacyjne, metody numeryczne MES, statystyczne i sztucznej inteligencji. Koncepcja metody elementów skończonych MES: podstawy metody i jej ograniczenia, geometria układu elementów skończonych, rodzaje elementów i zasady ich wyboru. Organizacja programu do obliczeń MES. Komputerowe wspomaganie badań w technice. Połączenie metod CAD i MES. Polowe optyczne metody badań. Automatyczna analiza obrazów prążkowych: Systematyka polowych optycznych metod badań. Metody interferencyjne i korelacyjne. Podstawy automatycznej analizy obrazów prążkowych i korelogramów. Metody dyskretnej zmiany fazy w wersji czasowej i przestrzennej: podstawowe algorytmy i ich charakterystyka. Metoda transformaty Fouriera. Opto-numeryczne metody hybrydowe: Metody opto-numeryczne: podstawowa, zlokalizowana i pełna technika hybrydowa. Problem konwersji danych. Przykłady w zastosowaniach inżynierskich Zastosowanie metod opto-numerycznych do analizy naprężeń w złączach spawanych laserowo oraz w złączach ceramika-metal. Wyznaczanie naprężeń własnych. Pomiary przemieszczeń i odkształceń w płaszczyźnie próbki: Metody i układy prążków mory, interferometrii plamkowej i interferometrii siatkowej: podstawy fizyczne, zalety i ograniczenia, podstawowe systemy pomiarowe. Przykłady zastosowań w mechanice pękania, badaniach materiałowych i zmęczeniowych oraz identyfikacji defektów. Pomiary kształtu i deformacji powierzchni: Metody interferencyjne, holografii optycznej i cyfrowej. Metody prążków mory i projekcji prążków. Metody deflektometrii. Przykładowe zastosowania w badaniach i kontroli przemysłowej. Laboratorium: Badanie metod automatycznej analizy obrazów prążkowych: Automatyczna analiza obrazów prążkowych metodami dyskretnej zmiany fazy w wersji czasowej i przestrzennej. Porównanie uzyskanych wyników i oszacowanie błędów. Analiza elementu mechanicznego metodą MES: Modelowanie geometrii wskazanego elementu mechanicznego. Analiza pól przemieszczeń i odkształceń metodą MES. Badanie rozkładu odkształceń metodą interferometrii siatkowej: Wyjustowanie laboratoryjnego interferometru siatkowego LIS. Przeprowadzenie próby rozciągania. Pomiar pól przemieszczeń i wyznaczenie rozkładu odkształceń. Porównanie z wynikami symulacji numerycznych MES. Badanie kształtu obiektów z powierzchniami odbijającymi i rozpraszającymi: Wyznaczenie kształtu i badanie jego zmian metodą projekcji prążków i deflektometrii. Identyfikacja wad materiałowych metodami optycznej defektoskopii: Identyfikacja defektów w elementach mechanicznych metodą interferometrii plamkowej z rozdwojeniem czoła fali.
Metody oceny:
Wykład zakończony jest egzaminem. Laboratorium składa się z 6 ćwiczeń, każde punktowane po 10 pkt. Oceniane jest przygotowanie do laboratorium-„wejściówka”, aktywność na ćwiczeniu oraz sprawozdanie.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. K. Patorski, M. Kujawińska, L. Sałbut, Interferometria laserowa z automatyczną analizą obrazu, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005 2. Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody numeryczne, WNT, Warszawa 2005 3. T. Łodygowski, W. Kąkol, Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich, Skrypt Politechniki Poznańskiej, Poznań 1994 4. S. Rosłaniec, Wybrane metody numeryczne z przykładami zastosowań w zadaniach inżynierskich, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka OMP_W1
Zna podstawowe opto-numeryczne techniki pomiarowe stosowane w mechanice, inżynierii materiałowej i kontroli przemysłowej
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W03, K_W10, K_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka OMP_U1
Potrafi dobrać i zastosować metodę pomiarowa oraz analizy wyników dla rozwiazania wybranych zagadnień
Weryfikacja: Zaliczenie ćwiczeń na laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U12, K_U13, K_U10, K_U11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, III.P6S_UW.o, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka OMP_K1
Potrafi pracować w zespole podczas planowania zadań, przeprowadzania symulacji i eksperymentu oraz analizy wyników
Weryfikacja: Zaliczenie ćwiczeń w laboratorium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR