Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Metoda elementów skończonych (BD, DS)
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Rafał Michalczyk
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Budownictwo
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1080-BUIKM-MSP-0304
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Razem 55 godz. = 2 ECTS: wykład 10 godz.; ćwiczenia 20 godz.; przygotowanie do ćwiczeń 10 godz.; przygotowanie projektów 10 godz.; przygotowanie do sprawdzianu i obecność na sprawdzianie 5 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Razem 30 godz. = 1 ECTS: wykład 10 godz.; ćwiczenia 20 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Razem 40 godz. = 1,5 ECTS: obecność na ćwiczeniach 20 godz.; przygotowanie do ćwiczeń 10 godz.; przygotowanie projektów 10 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład10h
  • Ćwiczenia20h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Podstawowe wiadomości z mechaniki, matematyki i metod numerycznych z kursu inżynierskiego.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Rozumienie podstaw teoretycznych MES, pozwalające na świadome korzystanie z komercyjnego oprogramowania. Umiejętność stosowania MES do analizy stanów naprężeń, odkształceń i przemieszczeń w nawierzchniach drogowo-lotniskowych i kolejowych.
Treści kształcenia:
Rys historyczny MES. Syntetyczna analiza porównawcza wybranych metod komputerowej analizy konstrukcji (MES, MEB, MRS). Krótkie przypomnienie techniki MES w odniesieniu do konstrukcji prętowych z kursu inżynierskiego. Analiza elementu skończonego belki na podłożu Winklera jako prostego modelu układu tor-podtorze kolejowe. Równania zagadnienia brzegowego w zapisie macierzowym. Przemieszczeniowa wersja MES. Wybrane elementy skończone w zagadnieniach płaskich i przestrzennych. Analiza modelu wielowarstwowej nawierzchni drogowo-lotniskowej jako obrotowo-symetrycznej konstrukcji dyskretyzowanej elementami pierścieniowymi. Elementy skończone płyt cienkich i płyt o średniej grubości. Model nawierzchni sztywnej w postaci płyty opartej na sprężystym podłożu. Zastosowanie MES w zagadnieniach dynamiki konstrukcji drogowych i kolejowych. Wybrane algorytmu numerycznego całkowania równań ruchu (metoda Newmarka i MRC). Modelowanie obciążeń ruchomych na konstrukcjach. Metoda elementów skończonych w zagadnieniach termicznych – problem rozkładu temperatury w nawierzchni drogowej. MES w zagadnieniach nieliniowych (informacyjnie). Sprężysto-plastyczne modele ośrodka gruntowego. Przykłady złożonych analiz: zagadnienie stateczności nasypu drogowo-kolejowego oraz symulacja pełzania nawierzchni asfaltowej. Nauka obsługi systemów MES na przykładzie programów ANSYS i ABAQUS.
Metody oceny:
• Dwa projekty i jeden sprawdzian. • Ocenianie ciągłe (obecność, aktywność).
Egzamin:
nie
Literatura:
[1] Gomuliński A., Witkowski M.: Mechanika budowli. Kurs dla zaawansowanych. OWPW, Warszawa 1993; [2] Kleiber M. [red.]: Komputerowe metody mechaniki ciał stałych. Mechanika techniczna t. XI, PWN, Warszawa 1995; [3] Piłat J., Radziszewski P.: Nawierzchnie asfaltowe. Wyd. Komunikacji i Łączności, Warszawa 2003; [4] Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji. OWPW, wyd. II popr., Warszawa 2005; [5] Szydło A.: Nawierzchnie drogowe z betonu cementowego. Teoria, wymiarowanie, realizacja. Polski Cement, 2004; [6] Yoder E.J., Witczak M.W.: Principles of Pavement Design. 2nd Ed., Wiley, 1975; [7] Zienkiewicz O.C., Taylor R.L.: The Finite Element Method. Fifth edition. Butterworth-Heinemann, Oxford 2000; [8] Katalog typowych konstrukcji nawierzchni podatnych i półsztywnych, IBDiM, GDDP, Warszawa 1997; [9] Katalog typowych konstrukcji nawierzchni sztywnych, IBDiM, GDDP, Warszawa 2001; [10] Katalog wzmocnień i remontów nawierzchni podatnych i półsztywnych, IBDiM, GDDP, Warszawa 2001.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Zna różnice pomiędzy mocnym i słabym sformułowaniem w mechanice. Zna zasady formułowania i weryfikacji podstawowych elementów skończonych. Rozumie przybliżony charakter rozwiązań otrzymywanych za pomocą MES.
Weryfikacja: sprawdzian.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_W, I.P7S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi zbudować i zweryfikować modele MES nawierzchni drogowych i kolejowych.
Weryfikacja: wykonanie prac projektowych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
Potrafi przedstawić sformułowania i rozwiązania zagadnień w postaci raportów z wykonanych prac projektowych.
Weryfikacja: Przedstawienie do oceny prac projektowych.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK