Laboratorium informatyki i mechaniki

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

Lab. 36/+, razem: 36 godz., 4 pkt ECTS

Informatyka - zna podstawowe pojęcia z dziedziny informatyki, instrukcje, funkcje, typy danych i operacje na nich w języku Matlab. Potrafi analizować model logiczny danych jako podstawę budowy oprogramowania do wspomagania zarządzania. Zna podstawy hipertekstowego języka opisu stron internetowych HTML.

Mechanika - Zna i potrafi objaśnić teoretyczne i analityczne metody rozwiązania zagadnień statycznych i dynamicznych układu oraz stateczności, które posłużą do ich praktycznego wykorzystania w programie ANSYS Mechanical.

semestr trzeci / Mechatronika / wszystkie specjalności

dr hab. inż. Leszek Baranowski, dr inż. Sławomir Piechna

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w laboratoriach / 36

2. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 72

3. Udział w konsultacjach do laboratoriów / 6

4. Przygotowanie do zaliczenia / 10

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 124 godz./ 4 pkt. ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 42 godz. / 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową 2 ECTS

Wykonywanie w Matlabie aplikacji wykorzystujących instrukcje warunkowe, wyboru i iteracyjne. Konstruowanie w Matlabie funkcji, operowanie plikami, zobrazowanie wyników obliczeń na wykresach. Wykorzystanie programu ANSYS Mechanical do rozwiązywania metodą elementów skończonych (MES) prostych zadań statyki i dynamiki na przykładzie kratownicy płaskiej oraz zadania stateczności początkowej ściskanego pręta. Rozwiązywanie zadań przygotowania modelu logicznego danych. Weryfikacja i dokumentacja modelu. Indywidualne zadanie zaprojektowania i budowy bazy danych. Opracowanie instrukcji obsługi oraz dokumentacji bazy danych.

Laboratorium / metoda werbalno-praktyczna z wykorzystaniem komputerów

1. Testowanie działania instrukcji warunkowych w Matlabie. / 2

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Tworzenie wyrażeń arytmetycznych i logicznych. Zastosowanie instrukcji warunkowej if-else, if-else-end, o różnym stopniu złożoności, do napisania programu według poleceń zawartych w instrukcji do ćwiczeń laboratoryjnych. Znajdowanie i poprawianie błędów w kodzie źródłowym programu zapisanego w m.pliku.

2. Wykonanie w Matlabie aplikacji wykorzystującej instrukcję wyboru. / 2

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Zastosowanie instrukcji wyboru switch-case-otherwise-end do samodzielnego opracowania programu realizującego wybrane działania kalkulatora na liczbach wprowadzonych przez użytkownika z klawiatury. Wykorzystanie w instrukcji wyboru wyrażenia sterującego wyborem w postaci tekstowej i liczbowej.

3. Praca w Matlabie z instrukcjami iteracyjnymi. / 1

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Ćwiczenie działania instrukcji iteracyjnych (tzw. pętli) for-end oraz while-end. Wykorzystanie pętli do obliczania silni dla liczby wprowadzonej z klawiatury oraz sumy podanego szeregu liczbowego. Zapewnienie poprawności działania programu w przypadku podania niepoprawnej liczby do obliczeń poprzez wprowadzanie liczby w pętli.

4. Konstruowanie w Matlabie funkcji wewnętrznych i wywoływanie ich w programie głównym. / 2

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Samodzielne tworzenie m.plików z kodem źródłowym funkcji o różnej liczbie parametrów wejściowych i wyjściowych zgodnie z poleceniami zawartymi w instrukcji do ćwiczeń laboratoryjnych. Wykorzystanie polecenia Return. Wywoływanie funkcji w programie głównym.

5. Operacje wejścia-wyjścia w Matlabie. / 1

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Wczytywanie danych do programu z klawiatury oraz z tekstowego pliku dyskowego. Wyświetlanie wyników obliczeń w sposób sformatowany na ekranie monitora. Zapisywanie zmiennych w plikach dyskowych w postaci binarnej i tekstowej.

6. Zastosowanie możliwości graficznych Matlaba do zobrazowania wyników obliczeń na wykresach. / 2

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Tworzenie aplikacji wyświetlających w oknie graficznym wykresy dwuwymiarowe. Generowanie kilku przebiegów funkcji na jednym wykresie. Podział okna graficznego celem zobrazowania kilku wykresów w jednym oknie graficznym. Formatowanie i opisywanie wykresów.

7. Wykorzystanie Matlaba do rozwiązywania prostych zadań obliczeniowych. / 2

Sprawdzenie umiejętności samodzielnego programowania komputerowego w języku Matlab na podstawie losowo wybranego przez studenta zestawu zawierającego trzy zadania do wykonania.

8. Tworzenie stron internetowych w HTML-u. / 4

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Opracowanie projektu strony internetowej na zadany temat. Wykorzystanie języka HTML do stworzenia zaprojektowanej strony internetowej zawierającej: zarówno tekst (o różnym kroju, rozmiarze, kolorze), jak i grafikę oraz link do innej strony internetowej.

9. Rozwiązywanie zadań przygotowania modelu logicznego danych. / 2

Weryfikacja modelu. Typy danych. Dokumentacja modelu. Przykłady budowy BD

z zastosowaniem przygotowanej instrukcji do jej realizacji.

10. Budowa bazy danych obsługi wypożyczalni książek. / 3

Przykład budowy BD obsługi wypożyczalni z zastosowaniem przygotowanej instrukcji do jej realizacji. Opracowanie własnej propozycji modyfikacji modelu logicznego BD w celu zwiększenia jej funkcjonalności.

11. Budowa bazy danych obsługi kadrowej biura projektowego. / 5

Przykład budowy BD obsługi kadrowej biura projektowego z zastosowaniem przygotowanej instrukcji do jej realizacji. Opracowanie własnej propozycji modyfikacji modelu logicznego BD w celu zwiększenia jej funkcjonalności. Opracowanie modyfikacji interfejsu użytkownika BD.

12. Indywidualne zadanie zaprojektowania i budowy bazy danych. / 1

Opracowanie i prezentacja założeń oraz wymagań projektowanej bazy danych. Budowa modelu logicznego danych.

13. Programowanie bazy danych. / 2

Budowa elementów bazy danych. Graficzny interfejs użytkownika. Przygotowanie pomocy w obsłudze bazy danych.

14. Dokumentacja bazy danych./ 1

Przygotowanie sprawozdania w postaci instrukcji obsługi zaprojektowanej bazy danych. Zaliczenie.

15. Zastosowanie programu ANSYS Mechanical do rozwiązywania zadań z mechaniki metodą elementów skończonych (MES) / 1.

Zapoznanie się ze środowiskiem programu. Wybieranie odpowiedniego elementu z biblioteki elementów. Przygotowywanie modelu obliczeniowego, określanie warunków brzegowych oraz obciążenia. Rozwiązywanie zadania za pomocą funkcji solve i wyświetlanie układu nieobciążonego oraz obciążonego.

16. Wykorzystanie oprogramowania ANSYS Mechanical do rozwiązywania prostych zadań statyki na przykładzie kratownicy płaskiej / 1.

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Określanie typu elementu prętowego przy wykorzystaniu biblioteki elementów. Definiowanie geometrycznych cech elementu, stałych materiałowych, zapisywanie bazy danych. Rysowanie kratownicy płaskiej, tworzenie punktów węzłowych, utwierdzenie oraz obciążenie kratownicy. Rozwiązywanie zadania metodą MES i analiza wyników.

17. Wykorzystanie oprogramowania ANSYS Mechanical do rozwiązywania prostych zadań dynamiki na przykładzie belki / 2.

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Wyznaczanie częstotliwości drgań własnych oraz postaci drgań własnych belki. Wykorzystanie opcji Meshing do utworzenia siatki elementów belkowych. Definiowanie stopni swobody w węzłach – postacie drgań. Wyświetlanie wyników modelowania.

18. Wykorzystanie oprogramowania ANSYS Mechanical do rozwiązania zadania stateczności pręta prostego / 2.

Sprawdzenie przygotowania do zajęć. Wyznaczanie siły krytycznej powodującej utratę stateczności prostego pręta obciążonego siłą osiową. Ustawianie nieliniowych opcji rozwiązania zadania. Animacja procesu odkształcenia. Tworzenie wykresów przemieszczeń w funkcji siły obciążającej. Sprawdzanie poprawności obliczeń numerycznych.

podstawowa:

1. Elżbieta Szymczyk, MATLAB dla mechaników, WAT, 2006.

2. Bogdan Buczek, Algorytmy. Ćwiczenia, wyd. Helion, 2009.

3. Steve Schwartz, Po prostu Office 2010 PL, wyd. Helion, 2011.

4. John Petersen, Wprowadzenie do baz danych, Helion, 2003;

5. Wiesław Dudek, Bazy danych SQL. Teoria i praktyka, Helion, 2006;

6. Tomasz Walczak, Microsoft Access 2013 PL. Biblia, Helion 2014.

uzupełniająca:

1. Bogumiła Mrozek, Zbigniew Mrozek, MATLAB i Simulink, Helion, 2004.

2. Cyprian Lachowicz, Matlab Scilab Maxima, Oficyna Wydawnicza,

Opole, 2005.

3. Lech Banachowski, Krzysztof Diks, Wojciech Rytter, Algorytmy i

struktury danych, WNT, 2003.

4. Danuta Mendrala, Serwer SQL 2008. Helion, 2009.

Symbol i nr efektu modułu / efekt kształcenia / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 - ma elementarną wiedzę w zakresie budowy i wykorzystania środowiska Matlab. Zna podstawowe zasady budowy baz danych w środowisku MS Access / K_W05

W2 - ma podstawową wiedzę w zakresie wykorzystania oprogramowania ANSYS Mechanical do rozwiązywania zadań z mechaniki / K_W07

U1 - potrafi przygotować model logiczny danych jako podstawę budowy oprogramowania do wspomagania zarządzania / K_U01

U2 - potrafi opracować założenia i postawić wymagania oraz przygotować i przedstawić krótką prezentację budowy bazy danych / K_U04

U3 - potrafi posłużyć się pakietem oprogramowania ANSYS Mechanical do rozwiązywania prostych zadań z mechaniki / K_U07

U4 - umie opracować algorytm, napisać, skompilować, uruchomić i testować napisany samodzielnie program komputerowy w języku Matlab / K_U13

U5 - potrafi opracować założenia i postawić wymagania oraz przygotować stronę internetową w HTML-u/ K_U04

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Warunkiem niezbędnym wystawienia oceny pozytywnej z przedmiotu jest uzyskanie wszystkich ocen składowych min 3,00.

Ocena końcowa z przedmiotu wystawiana jest jako średnia ważona z laboratorium z Matlaba z wagą 0,35; laboratorium z baz danych z wagą 0,4; laboratorium z mechaniki z wagą 0,2; laboratorium z HTMLa z wagą 0,05.

Osiągnięcie efektów W1 i U4, sprawdzane jest na laboratorium z Matlaba. Osiągnięcie efektów W1, U1 i U2, sprawdzane jest na laboratorium z baz danych. Osiągnięcie efektów W2 i U4 sprawdzane jest na laboratorium z mechaniki. Osiągnięcie efektu U5 sprawdzane jest na laboratorium z HTMLa.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, którego średnia ważona z ocen wynosi min. 4,70 oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy i umiejętności.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, którego średnia ważona z ocen wynosi min. 4,30 oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane efektami kształcenia, a ponadto wykazuje zainteresowanie przedmiotem, w sposób twórczy podchodzi do powierzonych zadań i wykazuje się samodzielnością w zdobywaniu wiedzy i umiejętności.

Ocenę dobrą otrzymuje student, którego średnia ważona z ocen wynosi min. 3,80 oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, którego średnia ważona z ocen wynosi min. 3,30 oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dość dobrym. Potrafi rozwiązywać zadania i problemy o średnim stopniu trudności.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, którego średnia ważona z ocen wynosi min. 3,00 oraz który posiadł wiedzę i umiejętności przewidziane programem nauczania w stopniu dostatecznym. Samodzielnie rozwiązuje zadania i problemy o niskim stopniu trudności. W jego wiedzy i umiejętnościach zauważalne są luki, które potrafi jednak uzupełnić pod kierunkiem nauczyciela.

Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie spełnia przedstawionych powyżej wymogów.