- Nazwa przedmiotu:
- Metoda elementów skończonych I
- Koordynator przedmiotu:
- dr inż. Paweł Wymysłowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Robotyka i Automatyka
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- ML.NK342
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2022/2023
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Liczba godzin kontaktowych : 48, w tym:
a) wykład – 30 godz.,
b) laboratorium komputerowe – 15 godz.,
c) konsultacje – 3 godz.
2. Praca własna studenta – 62 godzin, w tym:
a) 12 godz. – przygotowanie się studenta do 2 kolokwiów z wykładu,
b) 15 godz. – przygotowywanie się do laboratorium,
c) 20 godz. – przygotowanie raportów z laboratorium,
d) 15 godz. przygotowywanie się do testu zaliczeniowego.
Razem - 110 godz. = 4 punkty ECTS.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 2 punkty ECTS - liczba godzin kontaktowych: 48, w tym:
a) wykład – 30 godz.,
b) laboratorium komputerowe – 15 godz.,
c) konsultacje – 3 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 1 punkt ECTS (Obecność na laboratoriach komputerowych: 15 godz., przygotowanie raportów z laboratorium: 15 godz., razem: 30 godz.)
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium15h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Wiedza i umiejętności uzyskane przez studentów z przedmiotów "Wytrzymałość konstrukcji 1", "Wytrzymałość konstrukcji 2".
- Limit liczby studentów:
- Cel przedmiotu:
- Przekazanie podstawowej wiedzy dotyczącej podstaw MES, zastosowań i interpretacji wyników w zakresie analizy naprężeń.
- Treści kształcenia:
- Wykład:
Metody przybliżone w analizie ośrodków ciągłych. MES w porównaniu do metody różnic skończonych i metody elementów brzegowych. Szkice postępowania na przykładzie równania Poissona. Twierdzenie o minimum całkowitej energii potencjalnej. MES a metoda Ritza w mechanice konstrukcji. Analiza konstrukcji prętowych. Budowa macierzy sztywności dla prętów rozciąganych, zginanych, konstrukcji kratownicowych i ramowych. Dwuwymiarowe i trójwymiarowe zagadnienia teorii sprężystości. Ogólne zasady budowy równań dla zagadnień statycznej analizy naprężeń. Schemat działania typowego programu MES.
Laboratorium komputerowe:
Wprowadzenie do modelowania metodą elementów skończonych w programie ANSYS. Analiza współczynników koncentracji naprężeń w zadaniach dwuwymiarowych teorii sprężystości. Trójwymiarowa analiza stanu naprężenia. Wyznaczanie naprężeń w powłokach osiowosymetrycznych.
- Metody oceny:
- 2 kolokwia w trakcie semestru z treści wykładu oraz 3 raporty i test zaliczeniowy z ćwiczeń laboratoryjnych.
Ocena ostateczna jest średnią ocen z obu kolokwiów i oceny z ćwiczeń laboratoryjnych.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- Zalecana literatura:
1. Bijak-Żochowski M., Jaworski A., Krzesiński G., Zagrajek T.: Mechanika Materiałów i Konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006.
2. Zagrajek T., Krzesiński G., Marek P.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006.
Dodatkowa literatura:
1. Huebner K.H., Dewhirst D.L., Smith D.E., Byrom T.G.: The finite element method for engineers, J. Wiley & Sons, Inc., 2001.
2. Saeed Moaveni: Finite Element Analysis. Theory and Application with ANSYS, Paerson Ed. 2003.
3. Materiały dostarczone przez wykładowcę.
- Witryna www przedmiotu:
- http://mel.pw.edu.pl/zwmik/ZWMiK/Dla-studentow2/Metoda-Elementow-Skonczonych-I
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka ML.NK342_W1
- Ma podstawową wiedzę dotyczącą budowania macierzy sztywności elementów skończonych.
Weryfikacja: Kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK342_W2
- Zna ogólne zasady budowy układów równań MES dla zagadnień statycznej analizy naprężeń.
Weryfikacja: Kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
- Charakterystyka ML.NK342_W3
- Zna schemat działania typowego programu MES.
Weryfikacja: Kolokwia i test w ramach laboratorium komputerowego.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_W08
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W, I.P6S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka ML.NK342_U1
- Potrafi samodzielnie zbudować dwuwymiarowy, liniowy model MES (ANSYS) konstrukcji (płaski stan naprężenia, płaski stan odkształcenia, osiowa symetria), wyznaczyć przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia, przedstawić je w postaci wartości liczbowych, wykresów i map konturowych oraz wyciągnąć odpowiednie wnioski.
Weryfikacja: Na podstawie raportu sporządzonego na laboratorium komputerowym oraz testu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U05, AiR1_U04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o, P6U_U, I.P6S_UK
- Charakterystyka ML.NK342_U2
- Potrafi samodzielnie zbudować trójwymiarowy, liniowy model MES (ANSYS) konstrukcji, wyznaczyć przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia, przedstawić je w postaci wartości liczbowych, wykresów i map konturowych oraz wyciągnąć odpowiednie wnioski.
Weryfikacja: Na podstawie raportu sporządzonego na laboratorium komputerowym oraz testu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U04, AiR1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UK, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka ML.NK342_U3
- Potrafi samodzielnie liniowy model MES (ANSYS) konstrukcji powłokowej, wyznaczyć przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia, przedstawić je w postaci wartości liczbowych, wykresów i map konturowych oraz wyciągnąć odpowiednie wnioski.
Weryfikacja: Na podstawie raportu sporządzonego na laboratorium komputerowym oraz testu.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U04, AiR1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UK, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka ML.NK342_U4
- Potrafi samodzielnie zbudować i rozwiązać prosty liniowy model MES konstrukcji prętowej dla zadanych warunków obciążenia i podparcia (pręt rozciągany, belka, kratownica, rama).
Weryfikacja: Kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
- Charakterystyka ML.NK342_U5
- Potrafi wyznaczyć zastępcze obciążenie węzłowe w prętowym i płaskim elemencie skończonym dla prostego przypadku obciążenia.
Weryfikacja: Kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
AiR1_U05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o