Komputerowe wspomaganie obliczeń inżynierskich maszyn i urządzeń w energetyce

stacjonarne

I stopnia

W 14/+, L 30/+

Technologia informacyjna / Wymagania wstępne: umiejętność obsługi pakietu MS.Office

Mechanika techniczna 1, 2 / Wymagania wstępne: statyka, kinematyka i dynamika ciał sztywnych; stan odkształcenia i naprężenia, proste i złożone przypadki wytrzymałościowe

kierunek – Energetyka /

specjalność – Maszyny i urządzenia w energetyce

dr hab. Elżbieta SZYMCZYK, prof. WAT / WME

1. Udział w wykładach / 14

2. Udział w laboratoriach / 30

3. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 6

4. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 10

5. Udział w konsultacjach / 4

6. Przygotowanie do zaliczenia / 8

Sumaryczne obciążenie pracą studenta (1.÷6.): 72 / 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1.+2.+5.=48) / 1,5 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym (2.+4.=40) / 1,5 ECTS

Zasady modelowania MES. Podstawowe pojęcia: układ odniesienia, model geometryczny, węzeł, podział na elementy, opis kształtu i właściwości elementów. Parametry materiałowe (materiał liniowo-sprężysty). Obciążenie węzłowe, powierzchniowe i masowe. Modele 2D i 3D. Liniowa analiza statyczna – wyznaczanie naprężeń i prze-mieszczeń w konstrukcji. Sposoby prezentacji wyników obliczeń. Model osiowo-symetryczny jako szczególny przypadek modelu 2D. Tworzenie modeli osiowo-symetrycznych i bryłowych (rury, tarcze, zbiorniki). Modelowanie i analiza wytrzymałości wybranych obiektów w energetyce. Zapoznanie ze środowiskiem programu PATRAN. Sposób obsługi programu – zastosowanie schematu MES.

Wykład / w formie audiowizualnej

1. Zastosowanie specjalistycznego oprogramowania do obliczeń wytrzy-małościowych m.in. w budowie maszyn, energetyce, inżynierii mate¬riałowej. Przykłady modeli i obliczeń. (2W)

2. Zasady modelowania konstrukcji. Schemat analizy MES. Sformuło¬wanie problemu. Podstawowe pojęcia: układ odniesienia, modele: geometryczny, materiału, obciążenia. Wielkości fizyczne i jednostki. Rodzaj analizy. (2W)

3. Zasady modelowania konstrukcji osiowosymetrycznych 2D. Podział modelu na elementy typu Tria, parametry podziału, właściwości elementów 2D. Podstawowe modele materiałowe. Pojęcie więzów i sposób zamocowania konstrukcji, obciążenie węzłowe i ciągłe (powierzchniowe i masowe). Przykładowy model i jego definicja w PATRANIE. (4W)

4. Zasady modelowania konstrukcji bryłowych 3D. Sposoby genero-wania geometrii. Elementy Solid typu Hexa. Opracowanie modelu MES do obliczeń numerycznych z uwzględnieniem modeli materiału i obciążenia. Warunki symetrii (szczególny przypadek warunków brzegowych). Definiowanie modelu w programie PATRAN. (4W)

5. Wyniki liniowej analizy statycznej w modelu MES. Wyznaczanie pól odkształceń, naprężeń i deformacji konstrukcji. Sposoby prezentacji wyników obliczeń. (2W)

Laboratoria / pracownia komputerowa, rozwiązywanie zadań w formie elektronicznej, skrypty w formie elektronicznej i audiowizualnej

1. Zapoznanie ze środowiskiem programu PATRAN. Sposób obsługi programu – zastosowanie schematu MES. (4L)

2. Zastosowanie programu PATRAN do modelowania wybranych konstrukcji osiowosymetrycznych. Tworzenie modelu. (4L)

3. Obliczenia w programie NASTRAN. Sprawdzanie modelu i prezen¬tacja wyników w programie PATRAN. (4L)

4. Modyfikacja modelu konstrukcji. Obliczenia dla różnych wariantów modeli materiału i obciążenia. (4L)

5. Zastosowanie programu PATRAN/NASTRAN do modelowania i analizy prostych konstrukcji 3D. (8L)

6. Prezentacja wyników. Ustawianie parametrów widoku i tworzenie plików graficznych. Weryfikacja modeli i wykonanie sprawozdania. (6L)

podstawowa

Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa 1994.

Szczeciński S., Balicki W. i inni: Lotnicze zespoły napędowe, Cz. 1, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2009

Dacko M., Borkowski W., Dobrociński S., Niezgoda T., Wieczorek M.: Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji, Arkady, Warszawa 1994.

Instrukcja programu PATRAN/NASTRAN 2010.

Skrypt MSC PATRAN – belka zginana.

uzupełniająca

Rusiński E., Czmochowki J., Smolnicki T., Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych, OW PWr, Wrocław 2000.

W1 / Zna podstawy opisu modelu w programach metody elementów skończonych i analiza wyników / K_W05++

W2 / Zna możliwości zastosowania metod komputerowych w obliczeniach wytrzymałościowych konstrukcji / K_W05++

U1 / Potrafi obsługiwać specjalistyczne oprogramowanie (system PATRAN/NASTRAN) do obliczeń wytrzymałości konstrukcji – zakres podstawowy / K_U13++

U2 / Umie rozwiązywać proste problemy wytrzymałości z zastosowaniem metod komputerowych i specjalistycznego oprogramowania do obliczeń inżynierskich / K_U13++

K1 / Student ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz jest gotowy do podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania / K_K04++

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia.

Warunek konieczny do uzyskania zaliczenia: zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych oraz pozytywne oceny ze sprawozdań.

Efekty W1, W2, U1, U2 sprawdzane są: na podstawie poprawnego opracowania modelu i analizy wyników obliczeń.

Efekt K1 sprawdzany jest na podstawie współpracy w grupie w celu sprawnego opanowania nowego oprogramowania.