Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechatronika (N2)

Sylabus przedmiotu Tłumienie drgań i hałasu:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechatronika
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Tłumienie drgań i hałasu
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Mechatroniki
Nauczyciel odpowiedzialny Arkadiusz Parus <Arkadiusz.Parus@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Marcin Chodźko <Marcin.Chodzko@zut.edu.pl>, Marcin Hoffmann <Marcin.Hoffmann@zut.edu.pl>, Arkadiusz Parus <Arkadiusz.Parus@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 9 1,00,50zaliczenie
wykładyW3 9 1,00,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wymaga się, aby student miał wiedzę na temat podstawowych zagadnień mechaniki oraz drgań mechanicznych. Konieczna jest również umiejętność posługiwania się rachunkiem różniczkowania i całkowania oraz znajomość zasad rachunku macierzowego.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Cel poznawczy - zaznajomienie studenta z istotnością zjawiska drgań mechanicznych w technice. Zaznajomienie studentów z technikami kształtowania własciwości dynamicznych obiektów, mających na celu minimalizację drgań. Zapoznanie studentów z technikami pasywnej oraz aktywnej eliminacji drgań.
C-2Cel praktyczny. Zaznajomienie studentów z praktycznie stosowanymi technikami tłumienia drgań oraz ograniczeniami w ich stosowaniu.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Modele tłumienia. Modelowanie prostych układów mechanicznych z różnymi modelami tłumienia1
T-L-2Dobór parametrów pasywnego eliminatora drgań, dla układu o jednym stopniu swobody.1
T-L-3Modelowanie właściwości cieczy elektro- i magneto-reologicznych.1
T-L-4Modelowanie efektu piezoelektrycznego.1
T-L-5Badanie właściwości układów kolokacyjnych i nie-kolokacyjnych. Tłumienie drgań z zsatosowaniem kompensatora przesuwającego fazę oraz tzw. Notch Filter1
T-L-6Synteza oraz badanie właściwości układu tłumienia drgań wykorzystującego bezpośrednie sprzężenie od prędkości, położenia i przyspieszenia.1
T-L-7Badanie właściwości układu FxLMS w aplikacji tłumienia hałasu. (ANC)1
T-L-8Synteza regulatora z lokowaniem biegunów dla obiektu 3 DOF.2
9
wykłady
T-W-1Drgania swobodne tłumione o jednym stopniu swobody. Drgania swobodne z tłumieniem wiskotycznym, suchym, konstrukcyjnym, histerezowym i mieszanym.1
T-W-2Wibroizolacja układów mechanicznych przy różnych typach wymuszeń.1
T-W-3Metody tłumienia drgań - pasywne, semiaktywne, aktywne. Systematyka, zasady doboru. Pasywne metody tłumienia drgań. Zasady doboru parametrów tłumików o jednym i dwóch stopniach swobody.2
T-W-4Własciwości cieczy reologicznych, modele. Konstrukcje tłumików wykorzystujących ciecze reologiczne, zakres zastosowań, ograniczenia.2
T-W-5Zjawisko piezoelektryczne. Modele elementów piezoelektrycznych. Tłumienie drgań z użyciem aktuatorów piezoelektrycznych - zastosowania.1
T-W-6Układy sterowania w aktywnych technikach tłumienia drgań, algorytmy sterowania. Układy sensoryczne.2
9

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach9
A-L-2Konsultacje.5
A-L-3Przygotowanie sie do zajęć.11
25
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach9
A-W-2Konsultacje2
A-W-3Przygotowanie do zajęć14
25

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda Podająca - wykład informacyjny.
M-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne na przygotowanych stanowiskach dydaktycznych
M-3Metoda praktyczna - zajęcia laboratoryjne (budowa modeli symulacyjnych) z uzyciem komputerów z oprogramowaniem Matlab.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca - Zaliczenie końcowe.
S-2Ocena podsumowująca: Ocena poprawności wykonania ćwiczeń laboratoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_2A_C05_W01
Efektem kształcenia w zakresie posiadanej wiedzy jest zaznajomienie studentów z negatywnym wpływem drgań oraz metodami ich tłumienia. Uświadomienie studentom, że wiedza z zakresu pozornie odległych dziedzin wiedzy może byc przydatna w analizie zagadnień związanych z tłumieniem drgań.
ME_2A_W01, ME_2A_W02, ME_2A_W03, ME_2A_W04C-1T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-6M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_2A_C05_U01
Efektem kształcenia jest umiejętność zdiagnozowania problemu nadmiernych drgań obiektu oraz zaproponowanie sposobu jego rozwiązania przez dobór właściwej techniki tłumienia drgań.
ME_2A_U09, ME_2A_U20, ME_2A_U19C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8M-2, M-3S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ME_2A_C05_K01
Student powinien posiąść świadomość tego, że istnieje silna interakcja między dziedzinami teoretycznymi a praktyką. Wiedza teoretyczna pozwala bowiem na skuteczniejszą analizę zachodzących zjawisk.
ME_2A_K03C-2T-L-1, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-5, T-L-6, T-L-7, T-L-8M-2, M-3S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ME_2A_C05_W01
Efektem kształcenia w zakresie posiadanej wiedzy jest zaznajomienie studentów z negatywnym wpływem drgań oraz metodami ich tłumienia. Uświadomienie studentom, że wiedza z zakresu pozornie odległych dziedzin wiedzy może byc przydatna w analizie zagadnień związanych z tłumieniem drgań.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ME_2A_C05_U01
Efektem kształcenia jest umiejętność zdiagnozowania problemu nadmiernych drgań obiektu oraz zaproponowanie sposobu jego rozwiązania przez dobór właściwej techniki tłumienia drgań.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ME_2A_C05_K01
Student powinien posiąść świadomość tego, że istnieje silna interakcja między dziedzinami teoretycznymi a praktyką. Wiedza teoretyczna pozwala bowiem na skuteczniejszą analizę zachodzących zjawisk.
2,0
3,0Student wykazuje przeciętne kompetencje w zakresie wykorzystania technik tłumiania drgań w zastosowaniach praktycznych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. J.Giergiel, Tłumienie drgań mechanicznych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1990
  2. Z.Osiński, Tłumienie drgań mechanicznych, PWN, Warszawa, 1986
  3. A.D. Nashif, D.I.G. Jones, J.P. Henderson, Vibration damping, Wiley, 1985
  4. D. J. Mead, Passive vibration control, Wiley, 1999

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Modele tłumienia. Modelowanie prostych układów mechanicznych z różnymi modelami tłumienia1
T-L-2Dobór parametrów pasywnego eliminatora drgań, dla układu o jednym stopniu swobody.1
T-L-3Modelowanie właściwości cieczy elektro- i magneto-reologicznych.1
T-L-4Modelowanie efektu piezoelektrycznego.1
T-L-5Badanie właściwości układów kolokacyjnych i nie-kolokacyjnych. Tłumienie drgań z zsatosowaniem kompensatora przesuwającego fazę oraz tzw. Notch Filter1
T-L-6Synteza oraz badanie właściwości układu tłumienia drgań wykorzystującego bezpośrednie sprzężenie od prędkości, położenia i przyspieszenia.1
T-L-7Badanie właściwości układu FxLMS w aplikacji tłumienia hałasu. (ANC)1
T-L-8Synteza regulatora z lokowaniem biegunów dla obiektu 3 DOF.2
9

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Drgania swobodne tłumione o jednym stopniu swobody. Drgania swobodne z tłumieniem wiskotycznym, suchym, konstrukcyjnym, histerezowym i mieszanym.1
T-W-2Wibroizolacja układów mechanicznych przy różnych typach wymuszeń.1
T-W-3Metody tłumienia drgań - pasywne, semiaktywne, aktywne. Systematyka, zasady doboru. Pasywne metody tłumienia drgań. Zasady doboru parametrów tłumików o jednym i dwóch stopniach swobody.2
T-W-4Własciwości cieczy reologicznych, modele. Konstrukcje tłumików wykorzystujących ciecze reologiczne, zakres zastosowań, ograniczenia.2
T-W-5Zjawisko piezoelektryczne. Modele elementów piezoelektrycznych. Tłumienie drgań z użyciem aktuatorów piezoelektrycznych - zastosowania.1
T-W-6Układy sterowania w aktywnych technikach tłumienia drgań, algorytmy sterowania. Układy sensoryczne.2
9

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach9
A-L-2Konsultacje.5
A-L-3Przygotowanie sie do zajęć.11
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach9
A-W-2Konsultacje2
A-W-3Przygotowanie do zajęć14
25
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięME_2A_C05_W01Efektem kształcenia w zakresie posiadanej wiedzy jest zaznajomienie studentów z negatywnym wpływem drgań oraz metodami ich tłumienia. Uświadomienie studentom, że wiedza z zakresu pozornie odległych dziedzin wiedzy może byc przydatna w analizie zagadnień związanych z tłumieniem drgań.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_2A_W01ma poszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki, fizyki i zakresu nauk technicznych, niezbędną do formułowania i rozwiązywania złożonych zadań z zakresu mechatroniki
ME_2A_W02ma wiedzę ogólną dotyczącą teorii i metod badawczych z dziedziny nauk technicznych w tym mechatroniki
ME_2A_W03zna zaawansowane metody, techniki, narzędzia i technologie stosowane w obszarze mechatroniki
ME_2A_W04ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie zaawansowanego modelowania i symulacji układów mechatronicznych
Cel przedmiotuC-1Cel poznawczy - zaznajomienie studenta z istotnością zjawiska drgań mechanicznych w technice. Zaznajomienie studentów z technikami kształtowania własciwości dynamicznych obiektów, mających na celu minimalizację drgań. Zapoznanie studentów z technikami pasywnej oraz aktywnej eliminacji drgań.
Treści programoweT-W-1Drgania swobodne tłumione o jednym stopniu swobody. Drgania swobodne z tłumieniem wiskotycznym, suchym, konstrukcyjnym, histerezowym i mieszanym.
T-W-2Wibroizolacja układów mechanicznych przy różnych typach wymuszeń.
T-W-3Metody tłumienia drgań - pasywne, semiaktywne, aktywne. Systematyka, zasady doboru. Pasywne metody tłumienia drgań. Zasady doboru parametrów tłumików o jednym i dwóch stopniach swobody.
T-W-4Własciwości cieczy reologicznych, modele. Konstrukcje tłumików wykorzystujących ciecze reologiczne, zakres zastosowań, ograniczenia.
T-W-5Zjawisko piezoelektryczne. Modele elementów piezoelektrycznych. Tłumienie drgań z użyciem aktuatorów piezoelektrycznych - zastosowania.
T-W-6Układy sterowania w aktywnych technikach tłumienia drgań, algorytmy sterowania. Układy sensoryczne.
Metody nauczaniaM-1Metoda Podająca - wykład informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena podsumowująca - Zaliczenie końcowe.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięME_2A_C05_U01Efektem kształcenia jest umiejętność zdiagnozowania problemu nadmiernych drgań obiektu oraz zaproponowanie sposobu jego rozwiązania przez dobór właściwej techniki tłumienia drgań.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne
ME_2A_U20potrafi dokonywać doboru metod symulacji, prognozowania i optymalizacji w celu rozwiązania nietypowych problemów technicznych
ME_2A_U19ma umiejętność organizowania pracy zespołowej, przydziału i harmonogramowania zadań
Cel przedmiotuC-2Cel praktyczny. Zaznajomienie studentów z praktycznie stosowanymi technikami tłumienia drgań oraz ograniczeniami w ich stosowaniu.
Treści programoweT-L-1Modele tłumienia. Modelowanie prostych układów mechanicznych z różnymi modelami tłumienia
T-L-2Dobór parametrów pasywnego eliminatora drgań, dla układu o jednym stopniu swobody.
T-L-3Modelowanie właściwości cieczy elektro- i magneto-reologicznych.
T-L-4Modelowanie efektu piezoelektrycznego.
T-L-5Badanie właściwości układów kolokacyjnych i nie-kolokacyjnych. Tłumienie drgań z zsatosowaniem kompensatora przesuwającego fazę oraz tzw. Notch Filter
T-L-6Synteza oraz badanie właściwości układu tłumienia drgań wykorzystującego bezpośrednie sprzężenie od prędkości, położenia i przyspieszenia.
T-L-7Badanie właściwości układu FxLMS w aplikacji tłumienia hałasu. (ANC)
T-L-8Synteza regulatora z lokowaniem biegunów dla obiektu 3 DOF.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne na przygotowanych stanowiskach dydaktycznych
M-3Metoda praktyczna - zajęcia laboratoryjne (budowa modeli symulacyjnych) z uzyciem komputerów z oprogramowaniem Matlab.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena poprawności wykonania ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Z trudem kojarzy elementy nabytej wiedzy. Czasem nie wie jak posiadaną wiedzę wykorzystać.
3,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0.
4,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Zna ograniczenia i obszary i jej stosowania.
4,5Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0.
5,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Rozumie ograniczenia i zna obszary i jej stosowania.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięME_2A_C05_K01Student powinien posiąść świadomość tego, że istnieje silna interakcja między dziedzinami teoretycznymi a praktyką. Wiedza teoretyczna pozwala bowiem na skuteczniejszą analizę zachodzących zjawisk.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówME_2A_K03potrafi krytycznie oceniać swoją wiedzę i pojawiające się nowe treści
Cel przedmiotuC-2Cel praktyczny. Zaznajomienie studentów z praktycznie stosowanymi technikami tłumienia drgań oraz ograniczeniami w ich stosowaniu.
Treści programoweT-L-1Modele tłumienia. Modelowanie prostych układów mechanicznych z różnymi modelami tłumienia
T-L-2Dobór parametrów pasywnego eliminatora drgań, dla układu o jednym stopniu swobody.
T-L-3Modelowanie właściwości cieczy elektro- i magneto-reologicznych.
T-L-4Modelowanie efektu piezoelektrycznego.
T-L-5Badanie właściwości układów kolokacyjnych i nie-kolokacyjnych. Tłumienie drgań z zsatosowaniem kompensatora przesuwającego fazę oraz tzw. Notch Filter
T-L-6Synteza oraz badanie właściwości układu tłumienia drgań wykorzystującego bezpośrednie sprzężenie od prędkości, położenia i przyspieszenia.
T-L-7Badanie właściwości układu FxLMS w aplikacji tłumienia hałasu. (ANC)
T-L-8Synteza regulatora z lokowaniem biegunów dla obiektu 3 DOF.
Metody nauczaniaM-2Metoda praktyczna - ćwiczenia laboratoryjne na przygotowanych stanowiskach dydaktycznych
M-3Metoda praktyczna - zajęcia laboratoryjne (budowa modeli symulacyjnych) z uzyciem komputerów z oprogramowaniem Matlab.
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Ocena poprawności wykonania ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student wykazuje przeciętne kompetencje w zakresie wykorzystania technik tłumiania drgań w zastosowaniach praktycznych.
3,5
4,0
4,5
5,0