Modelowanie materiałów kompozytowych

Karta (sylabus) modułu/przedmiotu
Inżynieria Materiałowa
Studia pierwszego stopnia
Przedmiot:
Rodzaj przedmiotu:
Kod przedmiotu:
Rok:
Semestr:
Forma studiów:
Rodzaj zajęć i liczba godzin
w semestrze:
Wykład
Ćwiczenia
Laboratorium
Projekt
Liczba punktów ECTS:
Sposób zaliczenia:
Język wykładowy:
Modelowanie materiałów kompozytowych
Fakultatywny
IM 1 N 0 6 57-2_1
III
6
Studia niestacjonarne
27
9
18
3
Zaliczenie
Język polski
Cel przedmiotu
Poznanie zasad modelowania właściwości materiałów inżynierskich z
C1
wykorzystaniem metody elementów skończonych.
Nauczenie samodzielnego prowadzenia analiz numerycznych MES oraz
C2
właściwej interpretacji wyników obliczeń.
Wymagania wstępne w zakresie wiedzy, umiejętności i innych kompetencji
Znajomość zasad mechaniki ogólnej i wytrzymałości materiałów na poziomie
1
kompetencji studiów pierwszego stopnia (W).
Umiejętność modelowania 2D i 3D podstawowych elementów geometrycznych
2
z wykorzystaniem oprogramowania CAD (U).
Efekty kształcenia
EK 1
EK 2
EK 3
EK 4
EK 5
EK 6
W zakresie wiedzy:
Po zakończeniu kursu student zna ogólne zasady dyskretyzacji ośrodka
ciągłego oraz modelowania właściwości podstawowych materiałów
inżynierskich z wykorzystaniem MES.
Po zakończeniu kursu student zna ogólne zasady symulacji numerycznych z
wykorzystaniem metody elementów skończonych w zakresie podstawowych
analiz wytrzymałościowych.
W zakresie umiejętności:
Student potrafi odtworzyć kształt elementarnych części maszyn i mechanizmów
z wykorzystaniem zasad komputerowego wspomagania projektowania.
Student na podstawie modelu geometrycznego potrafi przeprowadzić
dyskretyzację obiektu z uwzględnieniem warunków brzegowych oraz sposobu
obciążenia modelu.
Student potrafi zamodelować strukturę i właściwości kompozytu oraz rodzaj i
parametry analizy numerycznej.
Student potrafi samodzielnie rozwiązać przygotowane zadanie obliczeniowe i
przeprowadzić poprawną interpretację otrzymanych wyników obliczeń.
W zakresie kompetencji społecznych:
Student ma świadomość odpowiedzialności za własną pracę oraz konieczności
EK 7
postępowania w sposób profesjonalny i przestrzegania zasad etyki zawodowej.
W1
W2
W3
W4
W5
W6
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L10
1
2
3
4
5
6
7
Treści programowe przedmiotu
Forma zajęć – wykłady
Treści programowe
Wprowadzenie do metody elementów skończonych.
Podstawowe równania MES.
Właściwości mechaniczne laminatów, struktur typu sandwich oraz FML.
Klasyfikacja modeli materiałów – modele materiałów ortotropowych.
Modelowanie zniszczenia materiałów kompozytowych.
Ocena i interpretacja otrzymanych wyników analiz numerycznych MES.
Forma zajęć – laboratoria
Treści programowe
Zasady modelowania symulacji numerycznych – rozwiązanie
przykładowego zagadnienia inżynierskiego.
Tworzenie modelu geometrycznego – zasady tworzenia ciał
odkształcalnych i sztywnych.
Definicja modeli materiałowych – zagadnienia fizycznie liniowe i nieliniowe.
Techniki modelowania laminatów.
Modelowanie materiałów o właściwościach ortotropowych.
Modelowanie struktur typu sandwich oraz FML.
Modelowanie warunków brzegowych i obciążenia modelu.
Zagadnienia kontaktowe – tworzenie par kontaktowych, definicja fizycznych
właściwości kontaktu.
Modelowanie zniszczenia materiałów kompozytowych.
Metody edycji wyników obliczeń – mapy konturowe, wykresy, zdjęcia.
Metody dydaktyczne
Wykład problemowy.
Wykład z prezentacją multimedialną.
Kolokwium (45 minut) przeprowadzane w sali wykładowej obejmujące kilka
bloków tematycznych.
Praktyczne zajęcia symulacyjne z wykorzystaniem oprogramowania CAE.
Projekcje multimedialne przykładowych symulacji numerycznych.
Samodzielne rozwiązywanie w pracowni zadania obliczeniowego z sytuacją
zdefiniowaną opisem słownym lub opisem słownym i rysunkiem.
Samodzielna interpretacja poprawności otrzymanych wyników obliczeń w
odniesieniu do modelowanego zagadnienia inżynierskiego.
Obciążenie pracą studenta
Średnia liczba godzin na zrealizowanie
Forma aktywności
aktywności
Godziny kontaktowe z wykładowcą,
30
w tym:
Udział w wykładach
9
Udział w zajęciach laboratoryjnych
18
Udział w konsultacjach
Praca własna studenta, w tym:
Samodzielne studiowanie tematyki
wykładów
Samodzielne przygotowanie i udział w
kolokwium zaliczającym wykład
Merytoryczne przygotowywanie się do
zajęć laboratoryjnych
Łączny czas pracy studenta
Sumaryczna liczba punktów ECTS dla
przedmiotu:
Liczba punktów ECTS w ramach zajęć
o charakterze praktycznym (ćwiczenia,
laboratoria, projekty)
1
2
3
4
1
2
3
3
35
10
5
20
65
3
2
Literatura podstawowa
Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zaawansowana metoda elementów
skończonych w konstrukcjach nośnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Wrocławskiej, Wrocław 2000.
Bąk R., Burczyński T. – “Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia
komputerowego”. WNT, Warszawa 2001.
Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda Elementów Skończonych w mechanice
konstrukcji, Oficyna Wydawnicza PW., Warszawa 2005.
Hyla I., Śledziona J.: “Kompozyty. Elementy mechaniki i projektowania”,
Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2004.
Literatura uzupełniająca
Niezgoda T. – „Analizy numeryczne wybranych zagadnień mechaniki”. WAT,
Warszawa 2007.
Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z.; Wytrzymałość materiałów. WNT, Warszawa
2003.
Osiński J.: Obliczenia wytrzymałościowe elementów maszyn z zastosowaniem
metody elementów skończonych, Oficyna Wydawnicza PW., Warszawa 1997.
Efekt
kształcenia
EK 1
EK 2
EK 3
EK 4
EK 5
EK 6
Macierz efektów kształcenia
Odniesienie
danego efektu
kształcenia do
Cele
Treści
efektów
przedmi
programowe
zdefiniowanych dla
otu
całego programu
(PEK)
[W1, W3,
IM1A_W08 ++
[C1]
W4, W5]
IM1A_W13 +++
[C2]
[W2, W6]
IM1A_U24 +++
[C2]
[L2, L10]
[L1, L7, L8,
IM1A_U07 ++
[C2]
L10]
[L3, L4, L5,
IM1A_U16 +++
[C1, C2]
L6]
IM1A_U10 ++
[C1, C2]
[L9, L11,
Metody
dydaktyczne
Metody
oceny
[1, 2, 3]
[O1]
[1, 2, 3]
[4, 6]
[O1]
[O2, O3]
[4, 5]
[O2, O3]
[4, 6, 7]
[O2, O3]
[4, 5, 6, 7]
[O2, O3]
EK 7
IM1A_K03 +++
[C2]
L12]
[W6, L11,
L12]
[4, 5, 6, 7]
[O1, O2,
O3]
Metody i kryteria oceny
Symbol
metody
oceny
O1
O2
O3
Opis metody oceny
Zaliczenie pisemne wykładu
Uczestnictwo w zajęciach laboratoryjnych
Zaliczenie praktyczne w formie wykonania
analizy numerycznej wybranego przykładu
Autor
programu:
Adres e-mail:
Jednostka
organizacyjna:
Próg zaliczeniowy
50%
75%
50%
dr hab. inż. Hubert Dębski
[email protected]
Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Mechatroniki, Wydział
Mechaniczny