Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (S1)

Sylabus przedmiotu Budowa i badania prototypów urządzeń mechatronicznych:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechatronika
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Budowa i badania prototypów urządzeń mechatronicznych
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Daniel Jastrzębski <Daniel.Jastrzebski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Grzegorz Szwengier <Grzegorz.Szwengier@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 12 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
projektyP7 15 1,00,44zaliczenie
wykładyW7 30 2,00,56zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Znajomość podstawowych zagadnień mechaniki oraz podstaw konstrukcji maszyn.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Celem poznawczym tego przedmiotu jest uzyskanie podstawowej wiedzy z zakresu analitycznych i doświadczalnych badań prototypów urzadzeń mechatronicznych.
C-2W ramach zajęć z tego przedmiotu student nabywa umiejętności modelowania urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.
C-3Student nabywa umiejetności interpretowania analitycznie i doświadczalnie wyznaczanych charakterystyk właściwości statycznych oraz dynamicznych urządzeń mechatronicznych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Modelowanie wybranych zespołów konstrukcyjnych urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.6
T-P-2Przeprowadzenie analizy oraz dokonanie oceny właściwości modelowanych zespołów w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.6
T-P-3Modyfikowanie konstrukcji na podstawie wyników analizy jej właściwości.3
15
wykłady
T-W-1Rola prototypowania w procesach projektowania i wytwarzania urzadzeń mechatronicznych. Zasady budowy i techniki wykonywania prototypów urządzeń. Cele i zakres badań prototypów. Badania analityczne i doświadczalne.3
T-W-2Przedmiot i cele analitycznych badań konstrukcji. Określenie potrzeby wyznaczania ocen wytrzymałościowych, tribologicznych, kinematycznych, statycznych, dynamicznych i cieplnych właściwości urzadzeń.2
T-W-3Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji urządzeń. Koncepcje modelowania metodami sztywnych, odkształcalnych i hybrydowych elementów skończonych. Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania. Metody sił i przemieszczeń. Liniowe i nieliniowe zagadnienia mechaniki konstrukcji. Schematy realizacji metod elementów skończonych. Wyznaczanie parametrów i rozwiązywanie modeli statyki i dynamiki maszyn według koncepcji tych metod.14
T-W-4Oprogramowanie metod analizy konstrukcji, przydatne w praktyce inżynierskiej. Aplikacyjne przykłady zastosowania tych oprogramowań.3
T-W-5Cele doświadczalnych badań prototypów urządzeń mechatronicznych. Weryfikacja wyników analiz obliczeniowych. Wyznaczanie słabych ogniw konstruikcji. Identyfikacja parametrów modeli obliczeniowych na podstawie doswiadczalnych badań statyki i dynamiki konstrukcji.8
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Studiowanie literatury.10
A-P-3Przygotowanie się do zaliczenia.5
30
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Analiza treści wykładów i studiowanie literatury20
A-W-3Przygotowanie do kolokwium8
A-W-4Konsultacje2
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny, ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych.
M-2Ćwiczenia projektowe o charakterze konstrukcyjno-obliczeniowym, pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Zaliczenia projektów, sprawdzające wiedzę i umiejętności nabyte w czasie ćwiczeń projektowych.
S-2Ocena formująca: Ocena poszczególnych ćwiczeń projektowych.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena zaliczonych projektów.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C30-1_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wyjaśnić rolę i znaczenie prototypowania w procesie projektowania i wytwarzania urządzeń mechatronicznych. Powinien umieć opisać zasady modelowania konstrukcji metodami elementów skończonych. Powinien umieć interpretować charakterystyki właściwości urządzeń, wyznaczane analitycznie i doswiadczalnie.
ME_1A_W03, ME_1A_W04C-1, C-2T-P-1, T-W-1, T-W-3M-1, M-2S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C30-1_U01
Student nabywa umiejetności modelowania konstrukcji urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych. Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym modelowanie tymi metodami. Umie interpretować wyniki modelowania.
ME_1A_U09, ME_1A_U06C-2, C-3T-P-1, T-P-2, T-P-3M-1, M-2S-1, S-3

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_1A_C30-1_K01
Student rozumie potrzebę ciągłego uczenia się i podnoszenia kompetencji zawodowych.
ME_1A_K01, ME_1A_K02, ME_1A_K06C-1T-P-2, T-P-3M-1, M-2S-1, S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C30-1_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wyjaśnić rolę i znaczenie prototypowania w procesie projektowania i wytwarzania urządzeń mechatronicznych. Powinien umieć opisać zasady modelowania konstrukcji metodami elementów skończonych. Powinien umieć interpretować charakterystyki właściwości urządzeń, wyznaczane analitycznie i doswiadczalnie.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Jednak jest to wiedza powierzchowna, której nie potrafi twórczo analizować.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 a 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 a 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary jej stosowania. Nabytą wiedzę potrafi kreatywnie analizować .

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ME_1A_C30-1_U01
Student nabywa umiejetności modelowania konstrukcji urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych. Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym modelowanie tymi metodami. Umie interpretować wyniki modelowania.
2,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań dotyczących modelowania konstrukcji. Nie potrafi wyjaśnić sensu i celu działań wymaganych przy modelowaniu. Ma problemy z interpretacją i oceną wyników analizy konstrukcji.
3,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań dotyczących modelowania konstrukcji. Nie potrafi wyjaśnić sensu i celu działań wymaganych przy modelowaniu. Ma problemy z interpretacją i oceną wyników analizy konstrukcji.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim między ocenami 3,0 a 4,0.
4,0Student sprawnie rozwiązuje zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie. Student umiejętnie kojarzy i analizuje nabytą wiedzę.
4,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim między ocenami 4,0 a 5,0.
5,0Student bardzo dobrze i sprawnie rozwiązuje zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo. Jest aktywny i wnikliwie potrafi inerpretowac oraz oceniać uzyskiwane wyniki.

Literatura podstawowa

  1. Kruszewski J. i inni, Metoda elementów skończonych w dynamice konstrukcji, Arkady, Warszawa, 1984
  2. Zienkiewicz O.C, Metoda elementów skończonych, Arkady, Warszawa, 1972

Literatura dodatkowa

  1. Kruszewski J. i inni, Metoda sztywnych elementów skończonych w dynamice konstrukcji, WNT, Warszawa, 1997
  2. Tarnowski W., Podstawy projektowania technicznego, WNT, Warszawa, 1997

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Modelowanie wybranych zespołów konstrukcyjnych urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.6
T-P-2Przeprowadzenie analizy oraz dokonanie oceny właściwości modelowanych zespołów w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.6
T-P-3Modyfikowanie konstrukcji na podstawie wyników analizy jej właściwości.3
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Rola prototypowania w procesach projektowania i wytwarzania urzadzeń mechatronicznych. Zasady budowy i techniki wykonywania prototypów urządzeń. Cele i zakres badań prototypów. Badania analityczne i doświadczalne.3
T-W-2Przedmiot i cele analitycznych badań konstrukcji. Określenie potrzeby wyznaczania ocen wytrzymałościowych, tribologicznych, kinematycznych, statycznych, dynamicznych i cieplnych właściwości urzadzeń.2
T-W-3Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji urządzeń. Koncepcje modelowania metodami sztywnych, odkształcalnych i hybrydowych elementów skończonych. Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania. Metody sił i przemieszczeń. Liniowe i nieliniowe zagadnienia mechaniki konstrukcji. Schematy realizacji metod elementów skończonych. Wyznaczanie parametrów i rozwiązywanie modeli statyki i dynamiki maszyn według koncepcji tych metod.14
T-W-4Oprogramowanie metod analizy konstrukcji, przydatne w praktyce inżynierskiej. Aplikacyjne przykłady zastosowania tych oprogramowań.3
T-W-5Cele doświadczalnych badań prototypów urządzeń mechatronicznych. Weryfikacja wyników analiz obliczeniowych. Wyznaczanie słabych ogniw konstruikcji. Identyfikacja parametrów modeli obliczeniowych na podstawie doswiadczalnych badań statyki i dynamiki konstrukcji.8
30

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1uczestnictwo w zajęciach15
A-P-2Studiowanie literatury.10
A-P-3Przygotowanie się do zaliczenia.5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Analiza treści wykładów i studiowanie literatury20
A-W-3Przygotowanie do kolokwium8
A-W-4Konsultacje2
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C30-1_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wyjaśnić rolę i znaczenie prototypowania w procesie projektowania i wytwarzania urządzeń mechatronicznych. Powinien umieć opisać zasady modelowania konstrukcji metodami elementów skończonych. Powinien umieć interpretować charakterystyki właściwości urządzeń, wyznaczane analitycznie i doswiadczalnie.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_W03Ma teoretycznie podbudowaną wiedzę ogólną w zakresie mechaniki, wytrzymałości konstrukcji mechanicznych, elektroniki, elektrotechniki, informatyki, sztucznej inteligencji, układów sterowania i napędów oraz metrologii i systemów pomiarowych umożliwiających opis i rozumienie zagadnień technicznych w obszarze mechatroniki.
ME_1A_W04Ma szczegółową wiedzę umożliwiającą opis zagadnień oraz formułowanie wniosków w zakresie: • projektowania (wytrzymałości konstrukcji, grafiki inżynierskiej, systemów dynamicznych, statystyki, symulacji komputerowych, materiałoznawstwa), • technik programowania: komputerów osobistych, mikrokontrolerów, sterowników PLC, układów sterowania CNC obrabiarek i robotów, systemów wizyjnych i rozpoznawania obrazów, • szybkiego prototypowania, • pomiaru wielkości elektrycznych i mechanicznych, doboru układów pomiarowych.
Cel przedmiotuC-1Celem poznawczym tego przedmiotu jest uzyskanie podstawowej wiedzy z zakresu analitycznych i doświadczalnych badań prototypów urzadzeń mechatronicznych.
C-2W ramach zajęć z tego przedmiotu student nabywa umiejętności modelowania urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.
Treści programoweT-P-1Modelowanie wybranych zespołów konstrukcyjnych urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.
T-W-1Rola prototypowania w procesach projektowania i wytwarzania urzadzeń mechatronicznych. Zasady budowy i techniki wykonywania prototypów urządzeń. Cele i zakres badań prototypów. Badania analityczne i doświadczalne.
T-W-3Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji urządzeń. Koncepcje modelowania metodami sztywnych, odkształcalnych i hybrydowych elementów skończonych. Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania. Metody sił i przemieszczeń. Liniowe i nieliniowe zagadnienia mechaniki konstrukcji. Schematy realizacji metod elementów skończonych. Wyznaczanie parametrów i rozwiązywanie modeli statyki i dynamiki maszyn według koncepcji tych metod.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny, ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych.
M-2Ćwiczenia projektowe o charakterze konstrukcyjno-obliczeniowym, pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Zaliczenia projektów, sprawdzające wiedzę i umiejętności nabyte w czasie ćwiczeń projektowych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Jednak jest to wiedza powierzchowna, której nie potrafi twórczo analizować.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 a 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 a 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary jej stosowania. Nabytą wiedzę potrafi kreatywnie analizować .
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C30-1_U01Student nabywa umiejetności modelowania konstrukcji urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych. Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym modelowanie tymi metodami. Umie interpretować wyniki modelowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_U09Potrafi rozwiązywać zadania inżynierskie metodami analitycznymi, symulacyjnymi i za pomocą eksperymentu.
ME_1A_U06Potrafi posługiwać się oprogramowaniem wspomagającym procesy projektowania, symulacji i badań układów mechanicznych, elektrycznych i mechatronicznych.
Cel przedmiotuC-2W ramach zajęć z tego przedmiotu student nabywa umiejętności modelowania urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.
C-3Student nabywa umiejetności interpretowania analitycznie i doświadczalnie wyznaczanych charakterystyk właściwości statycznych oraz dynamicznych urządzeń mechatronicznych.
Treści programoweT-P-1Modelowanie wybranych zespołów konstrukcyjnych urządzeń mechatronicznych metodami elementów skończonych.
T-P-2Przeprowadzenie analizy oraz dokonanie oceny właściwości modelowanych zespołów w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.
T-P-3Modyfikowanie konstrukcji na podstawie wyników analizy jej właściwości.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny, ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych.
M-2Ćwiczenia projektowe o charakterze konstrukcyjno-obliczeniowym, pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Zaliczenia projektów, sprawdzające wiedzę i umiejętności nabyte w czasie ćwiczeń projektowych.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena zaliczonych projektów.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań dotyczących modelowania konstrukcji. Nie potrafi wyjaśnić sensu i celu działań wymaganych przy modelowaniu. Ma problemy z interpretacją i oceną wyników analizy konstrukcji.
3,0Nie potrafi poprawnie rozwiązywać zadań dotyczących modelowania konstrukcji. Nie potrafi wyjaśnić sensu i celu działań wymaganych przy modelowaniu. Ma problemy z interpretacją i oceną wyników analizy konstrukcji.
3,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim między ocenami 3,0 a 4,0.
4,0Student sprawnie rozwiązuje zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie. Student umiejętnie kojarzy i analizuje nabytą wiedzę.
4,5Student posiadł umiejętności w stopniu pośrednim między ocenami 4,0 a 5,0.
5,0Student bardzo dobrze i sprawnie rozwiązuje zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Ćwiczenia praktyczne realizuje wzorowo. Jest aktywny i wnikliwie potrafi inerpretowac oraz oceniać uzyskiwane wyniki.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaME_1A_C30-1_K01Student rozumie potrzebę ciągłego uczenia się i podnoszenia kompetencji zawodowych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_1A_K01Rozumie potrzebę ciągłego uczenia się celem utrzymania poziomu i podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych.
ME_1A_K02Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera, w tym jej wpływu na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
ME_1A_K06Ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej.
Cel przedmiotuC-1Celem poznawczym tego przedmiotu jest uzyskanie podstawowej wiedzy z zakresu analitycznych i doświadczalnych badań prototypów urzadzeń mechatronicznych.
Treści programoweT-P-2Przeprowadzenie analizy oraz dokonanie oceny właściwości modelowanych zespołów w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.
T-P-3Modyfikowanie konstrukcji na podstawie wyników analizy jej właściwości.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny, ilustrowany przykładami rozwiązań technicznych.
M-2Ćwiczenia projektowe o charakterze konstrukcyjno-obliczeniowym, pozwalające utrwalić, rozszerzyć i doskonalić wiedzę przekazaną w ramach wykładu.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Kolokwium sprawdzające stopień opanowania wiedzy przekazanej na wykładach. Zaliczenia projektów, sprawdzające wiedzę i umiejętności nabyte w czasie ćwiczeń projektowych.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena zaliczonych projektów.