Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Modelowanie maszyn

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMEMXCSM-19Z2-MM
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Modelowanie maszyn
Jednostka: Wydział Inżynierii Mechanicznej
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

II stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 26/x, C 12/+, L 18/+, razem: 56 godz., 4 pkt ECTS

Przedmioty wprowadzające:

Mechanika analityczna / wymagania wstępne: Równania różniczkowe zwyczajne II stopnia. Zasada prac przygotowawczych. Zasada d’Alemberta. Równania Lagrange’a I i II rodzaju.

Programy:

mechanika i budowa maszyn / wszystkie specjalności

Autor:

dr inż. Arkadiusz RUBIEC

Bilans ECTS:

Aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w wykładach / 26

2. Udział w laboratoriach / 18

3. Udział w ćwiczeniach / 12

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 20

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 6

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 6

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 4

11. Przygotowanie do egzaminu / 20

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 2


Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 114 godz./ 4,0ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 62 godz./ 2,0 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową/ 2,5 ECTS


Skrócony opis:

Zasady modelowania układów mechanicznych. Uproszczenia układów rzeczywistych, model fizyczny i matematyczny układu, obiektu. Energia kinetyczna, potencjalna i rozpraszania (dyssypacji). Procesy deterministyczne i losowe w układach mechanicznych. Linearyzacja charakterystyk układów nieliniowych. Podstawy dynamiki o zmiennej masie. Modele układów mechanicznych, hydraulicznych, elektromechanicznych oraz ich analogie. Modelowanie obciążeń maszyn i pojazdów.

Pełny opis:

Wykłady

1. Zasady modelowania układów mechanicznych / 3 godz. / Przedmiot modelowania. Rodzaje modeli. Proces modelowania. Założenia upraszczające, model fizyczny i matematyczny obiektu. Redukcja mas, masowych momentów bezwładności, współczynników sztywności i tłumienia.

2. Metody formułowania równań ruchu, model fizyczny i matematyczny / 2 godz. / Opis formułowania równań ruchu według zasady d’Alemberta i Lagrange’a oraz przykład + zastosowania.

3. Modelowanie metodą układów wieloczłonowych /4 godz./ Wprowadzenie do metody układów wieloczłonowych. Budowa modelu wieloczłonowego. Więzy i wymuszenia w modelu wieloczłonowym. Oprogramowanie do modelowania układów wieloczłonowych.

4. Charakterystyki procesów deterministycznych i losowych w układach mechanicznych / 2 godz. / Opis charakterystyk sygnałów deterministycznych i losowych, ich stacjonarność i ergodyczność.

5. Pierwsze kolokwium zaliczeniowe / 2 godz./

6. Model pojazdu w ruchu postępowym / 2 godz. / Założenia upraszające, model fizyczny i matematyczny dla różnych wariantów konstrukcyjnych pojazdu, wyznaczanie częstości drgań własnych.

7. Modelowanie elektromechanicznych układów napędowych / 2 godz. / Zasady opisu układów elektromechanicznych. Równania opisu układów elektrycznych. Modele układów elektro – dynamicznych i piezoelektrycznych.

8. Modelowanie hydrostatycznych układów napędowych / 2 godz./ Zasady modelowanie hydrostatycznych układów napędowych. Modele fizyczne i matematyczne podstawowych elementów hydrostatycznych układów napędowych (pomp, silników, siłowników, przewodów, zaworów, rozdzielaczy i akumulatorów).

9. Modele hydrostatycznego układu otwartego i zamkniętego / 2 godz. / Przyjęcie założeń upraszających elementarnego układu otwartego i zamkniętego oraz opracowanie modelu fizycznego i matematycznego.

10. Modele symulacyjne hydrostatycznych układów napędowych / 2 godz. / Modele symulacyjne hydrostatycznych układów napędowych z wykorzystaniem modelu matematycznego. Modele symulacyjne hydrostatycznych układów napędowych z wykorzystaniem dedykowanych narzędzi symulacyjnych.

11. Podstawy dynamiki układów o zmiennej masie / 1 godz. / Zasady modelowania układów o zmiennej masie.

12. Drugie kolokwium zaliczeniowe / 2 godz./

Ćwiczenia

1. Model fizyczny i matematyczny prostych elementów mechanicznych / 2 godz. / Formułowanie równań ruchu dla prostych układów mechanicznych.

2. Rozwiązywanie równań ruchu modeli mechanicznych / 2 godz. / Wyznaczenie mas, masowych momentów bezwładności, współczynników sztywności i tłumienia, przyjęcie założeń początkowych dla sformułowanych równań ruchu.

3. Modele elektromechanicznych układów napędowych / 2 godz. / Proste układu elektromechaniczne (elektrodynamiczne), układy z elektrycznym silnikiem napędowym.

4. Modele fizyczne i matematyczne redukowanych układów mechanicznych / 2 godz. / Modele układów zmniejszających lub zwiększających liczbę stopni swobody.

5. Modele maszyn i pojazdów / 2 godz. / Modele fizyczne i matematyczne maszyn roboczych i pojazdów na podwoziu kołowym lub gąsienicowym, różnych sposobów zawieszeń i obciążeń.

6. Kolokwium zaliczeniowe. / 2 godz./

Laboratoria

1. Zasady tworzenia schematów funkcjonalnych modeli / 4 godz. / Metody analitycznego przekształcania modeli matematycznych obiektów fizycznych do postaci schematu funkcjonalnego oraz praktyczne wykorzystanie przekształcenia Laplace’a równań różniczkowych. Przygotowanie wybranego modelu symulacyjnego.

2. Proces tworzenia modelu metodą układów wieloczłonowych / 2 godz. / Metodyka opracowania modeli obiektów fizycznych z wykorzystaniem metody układów wieloczłonowych (MUW). Obsługa i praktyczne wykorzystanie oprogramowania komputerowego do modelowania z wykorzystaniem MUW.

3. Modelowanie par kinematycznych, więzów i obciążeń zewnętrznych / 2 godz. / Definiowanie lokalnych układów współrzędnych. Nadawanie więzów obrotowych i blokujących. Definiowanie obciążenia skupionego. Opracowanie analogicznego modelu o jednym i wielu stopniach swobody.

4. Modelowanie i analiza układów mechanicznych / 2 godz. / Praktyczne modelowanie układów mechanicznych za pomocą oprogramowania MUW z wykorzystaniem elementów sprężysto – tłumiących. Analiza wyników procesu modelowania i weryfikacja poprawności przyjętych założeń upraszających oraz wykonanych obliczeń.

5. Modelowanie podatności układów zawieszeń pojazdów i maszyn w ruchu postępowym / 4 godz. / Tworzenie modelu z wykorzystaniem geometrii przygotowanej w programie CAD. Implementacja masy członów modelu, tensora bezwładności, więzów kinematycznych w modelu przestrzennym, więzów kontaktu, wymuszeń kinematycznych oraz zmiennych projektowych. Opracowanie modelu symulacyjnego pojazdu / maszyny wyposażonego / -ej w elastyczne zawieszenie poruszającego / -ej się ruchem postępowym po nierównościach terenowych.

6. Raportowanie i graficzne opracowanie wyników numerycznego procesu modelowania / 2 godz. / Metody prezentacji wyników badań numerycznych modeli układów mechanicznych z wykorzystaniem oprogramowania MUW. Sposoby opracowywania danych numerycznych, generowania arkuszy danych, raportów, przebiegów w dziedzinie czasu i innej wielkości, animacji oraz ich edycja.

7. Zaliczenie / 2 godz. / Praktyczne opracowanie indywidualnego modelu numerycznego z wykorzystaniem oprogramowania MUW.

Literatura:

Podstawowa:

1. Konopka S., Łopatka M. J.: Modelowanie ruchu maszyn. WAT. Warszawa 2005.

2. Borkowski W., Konopka S., Prochowski L.: Dynamika maszyn roboczych. WNT. Warszawa 1996.

3. Osiecki J. W.: Dynamika maszyn. WNT. Warszawa 1996.

Uzupełniająca:

1. Cannon R. H. jr.: Dynamika układów fizycznych. PWN. Warszawa 1996

2. Macduff J. W., Currevi J. R.: Drgania w technice. PWN. Warszawa 1970.

3. Praca zbiorowa: Współczesne zagadnienia dynamiki maszyn. WN im. Ossolińskich. Wrocław 1976.

4. Bendat J. S., Piersol A. G.: Metody nalaizy i pomaru sygnałów losowych. PWN. Warszawa 1976

5. Wojtyra M., Frączek J.: Metoda układów wieloczłonowych w dynamice mechanizmów. PWN. Warszawa 2007

6. Kruszewski J., Wittbradt E., Walczyk Z.: Drgania układów mechanicznych w ujęciu komputerowym. Tom II. WNT. Warszawa 1993.

7. McConville J. B.: Mechanical System Simulation Using Adams. SDC Publications. Mission 2015

8. Bajer W.: Metody dynamiki układów wieloczłonowych. Politechnika Radomska. Radom 1998

Efekty uczenia się:

W1 / ma pogłębioną wiedzę w zakresie formułowania równań różniczkowych do opisu dynamiki układów mechanicznych oraz ich rozwiązanie z wykorzystaniem metod numerycznych/ K_W01

W2 / posiada wiedzę w zakresie wykorzystania narzędzi modelowania, matematycznego i symulacyjnego do procesu projektowania maszyn / K_W04

U1 / potrafi formułować i rozwiązywać w oryginalny sposób nowe problemy dotyczące modelowania maszyn i analizy ich ruchu w szczególności w zakresie zjawisk dynamicznych / K_U01

U2 / potrafi wykorzystać opracowane modele matematyczne do komputerowej symulacji ruchu maszyn z uwzględnieniem oddziaływań dynamicznych / K_U07

U3 / potrafi posługiwać się podstawami MUW w zakresie symulacji komputerowej ruchu maszyn / K_U09, Inż._P7S_UW

U4 / dostrzega wady, zalety i ograniczenia zastosowania różnych metod formułowania modeli matematycznych i symulacyjnych w opisie ruchu maszyn / K_U23

K1 / dostrzega konieczność dalszego pogłębiania wiedzy w zakresie modelowania maszyn, w szczególności uaktualniania wiedzy dotyczącej modelowania numerycznego / K_K01

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu.

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: kolokwium zaliczeniowego obejmującego analityczny opis otrzymanego modelu fizycznego (obiektu).

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: opracowania modelu numerycznego otrzymanego układu mechanicznego i symulacyjnego wyznaczenia wartości wyznaczonych wielkości.

Egzamin prowadzony jest w formie pisemnej.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych oraz ocen pozytywnych z częściowych kolokwiów zaliczeniowych pisanych na wykładach.

Osiągnięcie efektu W1, W2 - weryfikowane jest podczas egzaminu.

Osiągnięcie efektu U1 - sprawdzane jest podczas ćwiczeń audytoryjnych

Osiągnięcie efektu U2, U3, U4 oraz K1 – weryfikowane jest podczas ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie 91 – 100%

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie 81 – 90%

Ocenę dobrą otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie 71 – 80%

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie 61 – 70%

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie 51 – 60%

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który osiągnął zakładane efekty kształcenia na poziomie równym lub niższym niż 50%

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)