Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Metody komputerowe w projektowaniu konstrukcyjnym
Koordynator przedmiotu:
Tomasz Sokół, dr inż., Tomasz Łukasiak, dr inż.
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Budownictwo
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
1080-BUKBD-MZP-0403
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Razem 100 godz. = 4 ECTS: 16 godz. ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej, 16 godz. wykład, 42 godz. praca własna związana z przygotowaniem 3 prac domowych - projektów obliczeniowych, 26 godz. przygotowanie i obecność na zaliczeniu wykładów.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Razem 38 godz. = 1.5 ECTS: wykład 16 godz., ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej 16 godz., konsultacje 6 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Razem 58 godz. = 2 ECTS: 16 godz. ćwiczenia laboratoryjne w pracowni komputerowej, 42 godz. praca własna związana z przygotowaniem 3 prac domowych - projektów obliczeniowych.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład16h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe16h
Wymagania wstępne:
Podstawy algebry i analizy matematycznej, znajomość rachunku macierzowego i różniczkowego; ukończony kurs wytrzymałości materiałów i mechaniki budowli w zakresie statyki, stateczności i dynamiki konstrukcji; podstawy teorii sprężystości i plastyczności. Podstawy MES w zakresie liniowej statyki.
Limit liczby studentów:
brak
Cel przedmiotu:
Umiejętność modelowania skończenie elementowego złożonych konstrukcji płaskich i przestrzennych, zrozumienie i stosowanie algorytmów MES do rozwiązywania zaawansowanych zagadnień mechaniki konstrukcji, zrozumienie teoretycznych podstaw metod przybliżonego rozwiązywania nieliniowych problemów brzegowych i zagadnień własnych; umiejętność interpretacji i weryfikacji wyników otrzymanych na maszynach cyfrowych. Zdobycie wiedzy w zakresie optymalizacji konstrukcji i metod programowania nieliniowego.
Treści kształcenia:
Modelowanie złożonych konstrukcji inżynierskich metodą elementów skończonych. Tworzenie modelu geometrycznego konstrukcji i generowanie siatek MES w systemie Ansys. Praktyczne zastosowanie technik adaptacyjnych do automatycznego poprawiania dokładności rozwiązania. Metody alternatywne do MES: istota dyskretyzacji w metodzie różnic skończonych oraz w metodach Ritza i Galerkina, koncepcja metod bezsiatkowych. Analiza stateczności początkowej i drgań własnych poprzez rozwiązywanie uogólnionych problemów własnych. Dynamika ustrojów dyskretnych i przegląd metod całkowania równań ruchu. Algorytm MES w zadaniach mechaniki nieliniowej. Wybrane zagadnienia optymalizacji konstrukcji w zakresie doboru przekrojów, kształtu i topologii. Optymalne projektowanie konstrukcji prętowych poddanych wieloparametrowemu obciążeniu.
Metody oceny:
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zdobycie min. 50% punktów zarówno z części teoretycznej (wykład) jak i praktycznej (ćwiczenia). Wiedza teoretyczna oceniana jest na sprawdzianie końcowym, na ostatnich zajęciach w semestrze. Umiejętność praktycznego wykorzystania metod analizy i optymalizacji konstrukcji oceniana jest na podstawie trzech projektów (prac domowych).
Egzamin:
nie
Literatura:
[1] Metody numeryczne, Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, WNT, 2001. [2] Finite Element Method, vol. 1+2, O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, Elsevier, 2000. [3] Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, G. Rakowski, Z Kacprzyk, Ofic. Wyd. PW, 2005. [4] Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji, W. Findeisen, J. Szymanowski, A. Wierzbicki, PWN, 1977. [5] Engineering Optimization, Theory and Practice, S.S. Rao, John Wiley & Sons, 2003. Pozostałe pozycje i materiały własne podano na stronie internetowej przedmiotu.
Witryna www przedmiotu:
wektor.il.pw.edu.pl/~mkb
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma wiedzę dotyczącą teoretycznych podstaw metod komputerowych w zakresie: statyki liniowej i nieliniowej, stateczności i dynamiki konstrukcji; a także poszerzoną wiedzę w zakresie optymalizacji konstrukcji inżynierskich (optymalizacja kształtu i topologii). Rozumie przybliżony charakter rozwiązań otrzymanych metodami dyskretyzacyjnymi.
Weryfikacja: sprawdzian wiedzy teoretycznej z wykładu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_W04, K2_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P7S_WG.o, P7U_W, III.P7S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi zdefiniować modele obliczeniowe służące do komputerowej analizy konstrukcji i wybrać odpowiednie do tego celu oprogramowanie/metody. Potrafi dokonać weryfikacji wyników uzyskanych komputerowo.
Weryfikacja: wykonanie i obrona trzech 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 pracować samodzielnie i współpracować w zespole nad wyznaczonym zadaniem. Formułuje wnioski i opisuje wyniki prac własnych.
Weryfikacja: Raporty z prac projektowych wykonywane w części samodzielnie a w części zespołowo z porównaniem wyników uzyskanych różnymi programami. Obserwacja pracy studentów w sali komputerowej.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K2_K02
Powiązane charakterystyki obszarowe: P7U_K, I.P7S_KK