- Nazwa przedmiotu:
- Metody komputerowe mechaniki nieliniowej
- Koordynator przedmiotu:
- Aleksander Szwed, Dr inż.
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Budownictwo
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- MEMECH
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2016/2017
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Razem 80 godz. = 3 ECTS: wykłady 30 godz., ćwiczenia 15 godz., wykonanie ćwiczeń 15 godz., studiowanie literatury 5 godz., przygotowanie się i obecność na egzaminie 15 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Razem 50 godz. = 2 ECTS: wykłady 30 godz., ćwiczenia 15 godz., obecność na zaliczeniach i egzaminie 3 godz., konsultacje 2 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Razem 30 godz. = 1,5 ECTS: wykonanie ćwiczeń 15 godz., przygotowanie się i obecność na egzaminie 15 godz.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw teorii, formułowania i rozwiązywania zadań w zakresie wymienionych poniżej zagadnień. Rachunek wektorowy i tensorowy. Równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe. Funkcjonał całkowy i jego ekstremalność. Metody numeryczne rozwiązywania układów równań liniowych algebraicznych. Całkowanie równań różniczkowych. Aproksymacja i interpolacja. Metoda Elementów Skończonych w zagadnieniach statyki i dynamiki zagadnień liniowych.
Przedmioty. Matematyczne Metody Mechaniki. Teoria Sprężystości. Teoria Plastyczności. Metoda Elementów Skończonych. Komputerowe Systemy Analizy Konstrukcji.
- Limit liczby studentów:
- 30
- Cel przedmiotu:
- Rozumienie założeń mechaniki ośrodków ciągłych. Rozróżnianie małych i dużych deformacji ciała oraz zachowania sprężystego i niesprężystego materiału. Poznanie sformułowania lokalnego i całkowego oraz zasady prac wirtualnych w zagadnieniach nieliniowych. Umiejętność formułowania zagadnienia granicznego odpowiadającego typowym zagadnieniom mechaniki konstrukcji. Rozumienie zasad konstrukcji metod aproksymacyjnych rozwiązywania zagadnień nieliniowych, linearyzacja. Znajomość i umiejętność stosowania algorytmów przyrostowo-iteracyjnych. Analiza wybranych zadań prętów, tarcz, płyt i konstrukcji przestrzennych w zakresie zachowań nieliniowych.
- Treści kształcenia:
- Podstawy mechaniki ośrodków ciągłych: gradient deformacji, tensory deformacji i odkształcenia, tensory naprężenia, równania równowagi, warunki brzegowe. Sformułowanie lokalne i całkowe zagadnienia granicznego. Zasada prac wirtualnych w zagadnieniach nieliniowych. Zasada zachowania energii mechanicznej i funkcjonały wariacyjne. Zasady konstrukcji metod aproksymacyjnych rozwiązywania równań różniczkowych. Metody błędów ważonych. Metoda Galerkina. Metoda elementów skończonych (MES). Równania równowagi MES. Rozwiązywanie układu równań algebraicznych nieliniowych i jego linearyzacja. Metoda Eulera, Newtona-Raphsona. Algorytm przyrostowo-iteracyjny z kontrolą iteracji wg parametru ścieżki Riksa-Wepnera i Crisfielda. Sformułowanie równań MES w przypadku konstrukcji prętowych i płaskich. Rozwiązanie przykładowych zadań brzegowych dla zagadnień geometrycznie i materiałowo nieliniowych. Zastosowanie komercyjnych systemów MES do nieliniowej analizy konstrukcji. Podstawy modelowania uszkodzenia materiału.
- Metody oceny:
- Cztery projekty ćwiczenia domowe.<br>
Ocenianie ciągłe (obecność, aktywność).<br>
Egzamin pisemny.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- [1] J. Ostrowska-Maciejewska. Mechanika ciał odkształcalnych. PWN. Warszawa 1994. <br>
[2] T.J.R. Hughes. The finite element method. Dover Publications. Mineola 2000.<br>
[3] J. Bonet, R.D. Wood. Nonlinear continuum mechanics for finite element method. Cambridge University Press. Cambridge 1997, 2008. <br>
[4] M.A. Crisfield. Non-linear finite element analysis of solids and structures. Vol. I and II. John Wiley & Sons Chichester 1991 and 1997.<br>
[5] J.C. Simo, T.J.R. Hughes. Computational inelasticity. Springer-Verlag. New York 1998. <br>
[6] ABAQUS or Simulia Manual. www.simulia.com
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt MEMECHW1
- Zna podstawy mechaniki ośrodków ciągłych. Zna sformułowania Metody Elementów Skończonych w zagadnieniach nieliniowych i algorytmizację procesów obliczeniowych, kolokwium, egzamin.
Weryfikacja: kolokwium i egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K2_W15_TK
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W01, T2A_W03, T2A_W07
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt MEMECHU1
- Rozumie zasady prowadzenia obliczeń za pomocą algorytmów przyrostowo-iteracyjnych w zagadnieniach nieliniowych geometrycznie i materiałowo. Potrafi zapisać i zaprogramować algorytm analizy konstrukcji w zakresie nieliniowym, projekt.
Weryfikacja: projekt, egzamin
Powiązane efekty kierunkowe:
K2_U14_TK, K2_U21_TK
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U01, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U11, T2A_U19, T2A_U01, T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U19
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt MEMECHK1
- Jest świadomy potrzeby weryfikacji prowadzonych obliczeń. Ma poczucie potrzeby klarowności i rzetelności w przedstawieniu i interpretacji wyników swoich prac stosowanych w działalności inżynierskiej, projekt.
Weryfikacja: projekt
Powiązane efekty kierunkowe:
K2_K02, K2_K04
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_K01, T2A_K06, T2A_K06, T2A_K07