Wydział Budownictwa i Architektury - Budownictwo (S3)
Sylabus przedmiotu MES:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Budownictwo | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | trzeciego stopnia |
| Stopnień naukowy absolwenta | doktor | ||
| Obszary studiów | studia trzeciego stopnia | ||
| Profil | |||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | MES | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Teorii Konstrukcji | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Radosław Iwankiewicz <riwankiewicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Radosław Iwankiewicz <riwankiewicz@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | 2 | Grupa obieralna | 1 |
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Matematyka—operacje wektorowe, rachunki różniczkowy i całkowy |
| W-2 | Mechanika ogólna—statyka, kinematyka i dynamika |
| W-3 | Mechanika budowli—metoda sił i metoda przemieszczeń |
| W-4 | Stateczność konstrukcji. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Umiejętności modelowania i analizowania konstrukcji złożonych w ramach MES. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| seminaria | ||
| T-S-1 | Mechanika ogólna vs mechanika konstrukcji—ciało idealnie sztywne vs ciało odkształcalne. Metoda sił—kinematyka układu vs metoda przemieszczeń—równowaga układu. Podstawowe operacje macierzowe. | 1 |
| T-S-2 | Model aproksymacyjny—dyskretyzacja układu ciągłego. Wielkości węzłowe i elementowe. | 1 |
| T-S-3 | Element kratowy. (Osobliwa) macierz sztywności. Sformułowanie MES vs sformułowanie inżynierskie. O funkcjach kształtu. Uogólnione przemieszczenia węzłowe i siły elementowe. | 1 |
| T-S-4 | Układ wzorcowy nr 1. Macierze sztywności elementów. Zasada superpozycji—agregacja elementów skończonych. | 1 |
| T-S-5 | Układ wzorcowy nr 1. Uwzględnienie warunków brzegowych—dwa algorytmy komputerowe. Algebraiczny układ równań równowagi. | 1 |
| T-S-6 | Układ wzorcowy nr 2. Lokalny i globalny układy współrzędnych. Macierz transformacji—składowe cosinusów kierunkowych. | 1 |
| T-S-7 | Układ wzorcowy nr 2. Elementowa macierz sztywności w globalnym układzie współrzędnych. | 1 |
| T-S-8 | Układ wzorcowu nr 2. Agregacja elementów. Uwzględnienie warunków brzegowych. Globalna macierz sztywności—dodatnio określona. | 1 |
| T-S-9 | Układ wzorcowy nr 2. Ogólny schemat blokowy postępowania MES. | 1 |
| T-S-10 | Płaski element ramowy. Element belkowy. Element ramowy jako superpozycja elementów kratowego i belkowego. | 1 |
| T-S-11 | Płaski element ramowy. Formowanie funkcji kształtu i sformułowanie macierzy sztywności. Część belkowa—równania równowagi. Część kratowa—równania równowagi. Superpozycja. | 1 |
| T-S-12 | Płaski element ramowy. Elementowa macierz sztywności w lokalnym układzie współrzędnych. Macierz transformacji—z lokalnych współrzędnych na globalne. | 1 |
| T-S-13 | Sformułowanie wektora obciążeń węzłowych. Dowolne obciążenie metody przemieszczeń vs skupione obciążenie węzłowe MES. Dokładne wyniki ciągłe metody przemieszczeń vs przybliżone wyniki węzłowe i elementowe MES. | 1 |
| T-S-14 | Kondensacja statyczna. Układ postawowy oraz elementy podstawowe metody przemieszczeń vs jeden element uogólniony MES. Wiedza z teorii konstrukcji vs 'bez tej wiedzy'. Różnice między MES a macierzową metodą przemieszczeń. | 1 |
| T-S-15 | Pochyłe podpory—lokalne warunki brzegowe. Implementacja komputerowa lokalnych warunków brzegowych dla dużej skali układów. | 1 |
| T-S-16 | Płaski element ramowy vs przestrzenny element ramowy. Macierz sztywności przestrzennego elementu ramowego. Macierz transformacji współrzędnych. Standardowe procedury implementacji komputerowwej układów zespolonych. | 1 |
| T-S-17 | Rozwiązywanie komputerowe dużych układów równań algebraicznych. Algorytmy eliminacji Gaussa i inne. | 1 |
| T-S-18 | Zagadnienia własne i analiza modalna w MES. Algorytmy komputerowe. | 1 |
| T-S-19 | Szkic implementacji MES w dynamice i stateczności konstrukcji. Algorytmy komputerowe rozwiązywania układów równań różniczkowych zwyczajnych 2.rzędu. | 1 |
| T-S-20 | Podsumowanie. Uwagi końcowe. Dalsze prace. | 1 |
| 20 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| seminaria | ||
| A-S-1 | Udział w seminarium | 20 |
| A-S-2 | Udział w egzaminie | 2 |
| A-S-3 | Bieżące utrwalanie materiału | 20 |
| A-S-4 | Przygotowanie się do egzaminu | 18 |
| 60 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład. Praktyka komputerowa. Seminarium. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| B_3A_S3/C-03_W02 Modelowanie i obliczanie MES w badaniu naukowym i w praktyce projektowej. | B_3A_W02 | — | C-1 | T-S-4, T-S-17, T-S-5, T-S-9, T-S-6, T-S-15, T-S-19 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla dyscypliny | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|
| B_3A_S3/C-03_U01 Umie zamodelować i obliczyć konstrukcję złożoną przy wykorzystaniu metody elementów skończonych | B_3A_U01, B_3A_U08 | — | C-1 | T-S-2, T-S-4, T-S-7, T-S-17, T-S-5, T-S-9, T-S-8, T-S-13, T-S-6, T-S-15, T-S-19 | M-1 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_3A_S3/C-03_W02 Modelowanie i obliczanie MES w badaniu naukowym i w praktyce projektowej. | 2,0 | |
| 3,0 | Zna zasady modelowania konstrukcji i sposoby obliczania dużych układów równań algebraicznych. | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| B_3A_S3/C-03_U01 Umie zamodelować i obliczyć konstrukcję złożoną przy wykorzystaniu metody elementów skończonych | 2,0 | |
| 3,0 | Umie zamodelować i obliczyć konstrukcję złożoną przy wykorzystaniu metody elementów skończonych | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Zienkiewicz O.C., Finite Element Method in Engineering Science, McGraw-Hill, 1971
- Bathe K.J, Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1997
- Owen D.R.J., Hinton E., Finie Elements in Plasticity: Theory and Practice, Pineridge, 1980
- Kleiber M., Hien T.D., The Stochastic Finite Element Method, Wiley, 1992
- Hien T.D., Wybrane działy matematyki w ujęciu komputerowym, PS, 1998
Literatura dodatkowa
- Zienkiewicz O.C., Metoda elementów skończonych w technice, Arkady, 1973
- Kleiber M., Wprowadzenie do metody elementów skończonych, PAN, 1989
- Branicki Cz., Mechanika budowli, Arkady, 1991
- Darkov A., Kuznetsov V., Stroitelnaya mechanika (wersja rosyjska, angielska), Mir, 1966