Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Mechanika i budowa maszyn (N2)
specjalność: komputerowo wspomagane projektowanie i wytwarzanie maszyn

Sylabus przedmiotu Analiza i optymalizacja konstrukcji w projektowaniu maszyn:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Mechanika i budowa maszyn
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Analiza i optymalizacja konstrukcji w projektowaniu maszyn
Specjalność komputerowo wspomagane projektowanie i wytwarzanie maszyn
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Mechanicznej
Nauczyciel odpowiedzialny Daniel Jastrzębski <Daniel.Jastrzebski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Michał Dolata <Michal.Dolata@zut.edu.pl>, Daniel Jastrzębski <Daniel.Jastrzebski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL1 10 1,70,40zaliczenie
wykładyW1 13 2,30,60egzamin

Wymagania wstępne

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

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Uzyskanie wiedzy o metodach analitycznego wyznaczania statycznych i dynamicznych właściwości konstrukcji maszynowych.
C-2Uświadomienie roli i znaczenia analiz konstrukcji maszyn w procesach ich projektowania.
C-3Zyskanie praktycznych umiejętności modelowania konstrukcji maszyn metodami elementów skończonych.
C-4Zyskanie umiejętności wyznaczanie optymalnych rozwiązań konstrukcyjnych.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
laboratoria
T-L-1Modelowanie fizyczne i matematyczne wybranych elementów maszyn metodami elementów skończonych.4
T-L-2Przeprowadzanie analizy i dokonywanie oceny właściwości elementów maszyn w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.3
T-L-3Wyznaczanie optymalnych rozwiazań konstrukcyjnych elementów maszyn ze względu na wytypowane wskażniki oceny ich właściwości.3
10
wykłady
T-W-1Przedmiot i cele analizy konstrukcji maszyn. Rola symulacji komputerowych w procesach projektowo-konstrukcyjnych maszyn.2
T-W-2Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania maszyn. Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji maszynowych.6
T-W-3Koncepcja modelowania metodą elementów sztywnych. Schematy realizacji metod elementów skończonych. Zagadnienia kontaktowe w modelowaniu maszyn. Techniki opracowania modeli w projektowaniu maszyn. Przykłady analizy właściwości statycznych i dynamicznych.3
T-W-4Problematyka optymalizacji w projektowaniu maszyn. Przykłady optymalizacji konstrukcji maszynowych.2
13

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
laboratoria
A-L-1Studiowanie literatury i opracowywanie modeli konstrukcji.28
A-L-2Przygotowanie się do zaliczenia.5
A-L-3uczestnictwo w zajęciach10
43
wykłady
A-W-1Analiza treści wykładów i studiowanie literatury.30
A-W-2Przygotowanie się do egzaminu.15
A-W-3uczestnictwo w zajęciach13
58

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład z użyciem prezentacji multimedialnych.
M-2Ćwiczenia laboratoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Ocena z egzaminu, weryfikująca stopień opanowania treści przedmiotowych przez studenta.
S-2Ocena formująca: Ocena realizacji poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena z zaliczonych ćwiczeń laboratoryjnych.
S-4Ocena podsumowująca: Ocena kompetencji personalnych i społecznych - intuicyjna w formie aprobaty.

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
MBM_2A_KWP/02_W01
Student powienien posiąść wiedzę o roli analizy konstrukcji w nowocześnie rozumianym procesie projektowo-konstrukcyjnym. Powinien poznać podstawowe metody analizy właściwości maszyn. Powinien zyskać wiedzę o formułowaniu wyróżników konstrukcyjnych maszyn, jako zmiennych decyzyjnych procesu optymalizacji konstrukcji ze względu na oceny jej właściwości statycznych i dynamicznych.
MBM_2A_W01, MBM_2A_W04, MBM_2A_W05C-2, C-1T-W-1, T-W-2, T-W-4M-2, M-1S-1, S-2, S-3

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
MBM_2A_KWP/02_U01
Student potrafi budować fizyczne i matematyczne modele elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn metodami elementów skończonych. Zyskuje umiejetność współpracy z systemami oprogramowania tych metod. Potrafi interpretować wyniki analizy statycznych i dynamicznych właściwości maszyn. Umie dokonywać optymalizacji konstrukcji projektowanych urządzeń.
MBM_2A_U07, MBM_2A_U08, MBM_2A_U09C-3, C-4T-L-3, T-L-2, T-L-1M-2, M-1S-1, S-3

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
MBM_2A_KWP/02_K01
Kształtowanie postawy studenta w celu uświadomienia konieczności ciągłego rozwoju osobistego oraz pracy zespołowej.
MBM_2A_K01, MBM_2A_K03, MBM_2A_K04C-2T-L-3, T-L-2M-2, M-1S-4

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_KWP/02_W01
Student powienien posiąść wiedzę o roli analizy konstrukcji w nowocześnie rozumianym procesie projektowo-konstrukcyjnym. Powinien poznać podstawowe metody analizy właściwości maszyn. Powinien zyskać wiedzę o formułowaniu wyróżników konstrukcyjnych maszyn, jako zmiennych decyzyjnych procesu optymalizacji konstrukcji ze względu na oceny jej właściwości statycznych i dynamicznych.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Nie potrafi jednak kojarzyć i analizować nabytej wiedzy.
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. Wiedzę tę potrafi kreatywnie analizować.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_KWP/02_U01
Student potrafi budować fizyczne i matematyczne modele elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn metodami elementów skończonych. Zyskuje umiejetność współpracy z systemami oprogramowania tych metod. Potrafi interpretować wyniki analizy statycznych i dynamicznych właściwości maszyn. Umie dokonywać optymalizacji konstrukcji projektowanych urządzeń.
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 i optymalizacji konstrukcji.
3,0Student rozwiązuje podstawowe zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Popełnia przy tym pewne błędy. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie, ale w sposób bierny.
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.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
MBM_2A_KWP/02_K01
Kształtowanie postawy studenta w celu uświadomienia konieczności ciągłego rozwoju osobistego oraz pracy zespołowej.
2,0
3,0Student ma kompetencje do twórczej koordynacji działań zespołu projektowo konstrukcyjnego, na podstawowym poziomie.
3,5
4,0
4,5
5,0

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, 1977
  3. Kusiak M., Optymalizacja. Wybrane metody z przykładami zastosowań., PWN, Warszawa, 2009

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 - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Modelowanie fizyczne i matematyczne wybranych elementów maszyn metodami elementów skończonych.4
T-L-2Przeprowadzanie analizy i dokonywanie oceny właściwości elementów maszyn w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.3
T-L-3Wyznaczanie optymalnych rozwiazań konstrukcyjnych elementów maszyn ze względu na wytypowane wskażniki oceny ich właściwości.3
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Przedmiot i cele analizy konstrukcji maszyn. Rola symulacji komputerowych w procesach projektowo-konstrukcyjnych maszyn.2
T-W-2Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania maszyn. Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji maszynowych.6
T-W-3Koncepcja modelowania metodą elementów sztywnych. Schematy realizacji metod elementów skończonych. Zagadnienia kontaktowe w modelowaniu maszyn. Techniki opracowania modeli w projektowaniu maszyn. Przykłady analizy właściwości statycznych i dynamicznych.3
T-W-4Problematyka optymalizacji w projektowaniu maszyn. Przykłady optymalizacji konstrukcji maszynowych.2
13

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Studiowanie literatury i opracowywanie modeli konstrukcji.28
A-L-2Przygotowanie się do zaliczenia.5
A-L-3uczestnictwo w zajęciach10
43
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Analiza treści wykładów i studiowanie literatury.30
A-W-2Przygotowanie się do egzaminu.15
A-W-3uczestnictwo w zajęciach13
58
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_2A_KWP/02_W01Student powienien posiąść wiedzę o roli analizy konstrukcji w nowocześnie rozumianym procesie projektowo-konstrukcyjnym. Powinien poznać podstawowe metody analizy właściwości maszyn. Powinien zyskać wiedzę o formułowaniu wyróżników konstrukcyjnych maszyn, jako zmiennych decyzyjnych procesu optymalizacji konstrukcji ze względu na oceny jej właściwości statycznych i dynamicznych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_W01ma rozszerzoną i pogłębioną wiedzę z matematyki na poziomie wyższym niezbędną do rozwiązywania zadań z zakresu mechaniki, budowy i eksploatacji maszyn
MBM_2A_W04ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w kluczowych zagadnieniach kierunku MiBM takich jak: konstrukcja maszyn, techniki wytwarzania, automatyzacja, metrologia, eksploatacja maszyn, energetyka
MBM_2A_W05ma szczegółową wiedzę dotyczącą konstrukcji, eksploatacji i obliczeń dotyczących maszyn o różnym stopniu złożoności
Cel przedmiotuC-2Uświadomienie roli i znaczenia analiz konstrukcji maszyn w procesach ich projektowania.
C-1Uzyskanie wiedzy o metodach analitycznego wyznaczania statycznych i dynamicznych właściwości konstrukcji maszynowych.
Treści programoweT-W-1Przedmiot i cele analizy konstrukcji maszyn. Rola symulacji komputerowych w procesach projektowo-konstrukcyjnych maszyn.
T-W-2Zasady i prawa mechaniki w procesach modelowania maszyn. Fizyczne i matematyczne modele konstrukcji maszynowych.
T-W-4Problematyka optymalizacji w projektowaniu maszyn. Przykłady optymalizacji konstrukcji maszynowych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-1Wykład z użyciem prezentacji multimedialnych.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena z egzaminu, weryfikująca stopień opanowania treści przedmiotowych przez studenta.
S-2Ocena formująca: Ocena realizacji poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena z zaliczonych ćwiczeń laboratoryjnych.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu.
3,0Student opanował podstawową wiedzę z zakresu przedmiotu. Nie potrafi jednak kojarzyć i analizować nabytej wiedzy.
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. Wiedzę tę potrafi kreatywnie analizować.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięMBM_2A_KWP/02_U01Student potrafi budować fizyczne i matematyczne modele elementów i zespołów konstrukcyjnych maszyn metodami elementów skończonych. Zyskuje umiejetność współpracy z systemami oprogramowania tych metod. Potrafi interpretować wyniki analizy statycznych i dynamicznych właściwości maszyn. Umie dokonywać optymalizacji konstrukcji projektowanych urządzeń.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_U07potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej
MBM_2A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
MBM_2A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich i prostych problemów badawczych metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
Cel przedmiotuC-3Zyskanie praktycznych umiejętności modelowania konstrukcji maszyn metodami elementów skończonych.
C-4Zyskanie umiejętności wyznaczanie optymalnych rozwiązań konstrukcyjnych.
Treści programoweT-L-3Wyznaczanie optymalnych rozwiazań konstrukcyjnych elementów maszyn ze względu na wytypowane wskażniki oceny ich właściwości.
T-L-2Przeprowadzanie analizy i dokonywanie oceny właściwości elementów maszyn w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.
T-L-1Modelowanie fizyczne i matematyczne wybranych elementów maszyn metodami elementów skończonych.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-1Wykład z użyciem prezentacji multimedialnych.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Ocena z egzaminu, weryfikująca stopień opanowania treści przedmiotowych przez studenta.
S-3Ocena podsumowująca: Uśredniona ocena z zaliczonych ćwiczeń laboratoryjnych.
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 i optymalizacji konstrukcji.
3,0Student rozwiązuje podstawowe zadania zwiazane z modelowaniem konstrukcji. Popełnia przy tym pewne błędy. Ćwiczenia praktyczne realizuje poprawnie, ale w sposób bierny.
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 uczenia sięMBM_2A_KWP/02_K01Kształtowanie postawy studenta w celu uświadomienia konieczności ciągłego rozwoju osobistego oraz pracy zespołowej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówMBM_2A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
MBM_2A_K03potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role
MBM_2A_K04potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Cel przedmiotuC-2Uświadomienie roli i znaczenia analiz konstrukcji maszyn w procesach ich projektowania.
Treści programoweT-L-3Wyznaczanie optymalnych rozwiazań konstrukcyjnych elementów maszyn ze względu na wytypowane wskażniki oceny ich właściwości.
T-L-2Przeprowadzanie analizy i dokonywanie oceny właściwości elementów maszyn w zakresie statyki i dynamiki konstrukcji.
Metody nauczaniaM-2Ćwiczenia laboratoryjne.
M-1Wykład z użyciem prezentacji multimedialnych.
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Ocena kompetencji personalnych i społecznych - intuicyjna w formie aprobaty.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ma kompetencje do twórczej koordynacji działań zespołu projektowo konstrukcyjnego, na podstawowym poziomie.
3,5
4,0
4,5
5,0