- Nazwa przedmiotu:
- Metoda elementów skończonych (KB, MiBP)
- Koordynator przedmiotu:
- Wojciech Gilewski, prof. dr hab. inż.
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Budownictwo
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- 1080-BUKBD-MSP-0308
- Semestr nominalny:
- 1 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Razem 75 godz. = 3 ECTS: wykład 15 godz., 15 godz ćwiczenia projektowe, zapoznanie się z literaturą 10 godz., opis wybranej konstrukcji inżynierskiej 13 godz., opracowanie modelu MES konstrukcji inżynierskiej 12 godz., wykonanie obliczeń 2 godz., weryfikacja obliczeń 3 godz., przygotowanie prezentacji 5 godz.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Razem 40 godz. = 1,5 ECTS: 15 godz. na sali wykładowej, ćwiczenia projektowe 15 godz., konsultacje 10 godz,
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Razem 25 godz. = 1 ECTS: opis wybranej konstrukcji inżynierskiej 3 godz., opracowanie modelu MES konstrukcji inżynierskiej 12 godz., wykonanie obliczeń 2 godz., weryfikacja obliczeń 3 godz. przygotowanie prezentacji 5 godz.
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt15h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Opanowanie materiału z przedmiotów: Metody Numeryczne, Wytrzymałość Materiałów I i II, Mechanika Konstrukcji I i II – studia I stopnia.
- Limit liczby studentów:
- 60
- Cel przedmiotu:
- Przyswojenie przez studentów podstaw teoretycznych powszechnie stosowanej w obliczeniach inżynierskich Metody Elementów Skończonych. Zrozumienie przybliżonego charakteru metody. Opanowanie materiału tego przedmiotu pozwala w świadomy sposób korzystać z dostępnego oprogramowania inżynierskiego, bez traktowania go jako „czarnej skrzynki”.
- Treści kształcenia:
- 1. Metody analityczne i metody komputerowe w mechanice konstrukcji.
2. Definicja Metody Elementów Skończonych (MES). Informacje historyczne o MES.
3. Przykłady zastosowania MES.
4. Model obliczeniowy konstrukcji inżynierskiej.
5. Podstawowe równania liniowej teorii sprężystości w zapisie macierzowym.
6. Przemieszczeniowy model metody elementów skończonych.
7. Wybrane elementy skończone prętów cienkich i prętów o średniej grubości.
7.1. Elementy skończone prętów wg. teorii Bernoulliego.
7.2. Elementy skończone prętów wg. teorii Timoshenki.
8. Sformułowanie izoparametryczne.
9. Algorytm MES na przykładzie konstrukcji prętowej.
10. Analiza błędu obliczeń i techniki adaptacyjne.
11. MES w dynamice konstrukcji. Dynamika konstrukcji prętowych w ujęciu MES.
12. Systemy obliczeń komputerowych za pomocą MES.
13. Modelowanie konstrukcji inżynierskich za pomocą MES.
- Metody oceny:
- Kolokwium 1 – skala ocen 2-5.
Kolokwium 2 – skala ocen 2-5.
Praca projektowa – skala ocen 2-5.
Warunki zaliczenia: zaliczenie kolokwium 1 i 2, oddanie i obrona pracy projektowej.
Ocena łączna: średnia arytmetyczna ocen cząstkowych z kolokwium 1, kolokwium 2 oraz pracy projektowej.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- [1] Rakowski G., Kacprzyk Z., Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005;
[2] Łodygowski T., Kąkol W., Metoda elementów skończonych w wybranych zagadnieniach mechaniki konstrukcji inżynierskich. Politechnika Poznańska, Poznań 1994 (dostępny on-line);
[3] Z.Kączkowski, Płyty. Obliczenia statyczne. Arkady 2000;
[4] Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., The Finite Element Method. Vol. I-III, Butterworth-Heinemann 2000.
- Witryna www przedmiotu:
- w budowie
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W1
- Zna metody komputerowe mechaniki
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
- Charakterystyka W2
- Zna sformułowanie MES w zadaniach statyki konstrukcji
Weryfikacja: Kolokwium 1
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
- Charakterystyka W3
- Zna algorytmy MES w dynamice i stateczności konstrukcji
Weryfikacja: Kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U1
- Umie zbudować macierze elementu skończonego i zweryfikować ich poprawność
Weryfikacja: Kolokwium 2
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
- Charakterystyka U2
- Umie zbudować model MES konstrukcji inżynierskiej
Weryfikacja: Praca projektowa
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
- Charakterystyka U3
- Umie ocenić poprawność rozwiązania MES
Weryfikacja: Praca projektowa
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 pracować w grupie
Weryfikacja: Praca projektowa
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_K02, K2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_K, I.P7S_KK