Kierunek: Mechatronika
Rodzaj studiów i semestr: stacjonarne I st. sem.III
Punkty ECTS: 4
Prowadzący: Prof. dr hab inż. Antoni John Prof. Pol. Śl, dr hab. inż. Grzegorz Kokot, dr hab. inż. Adam Długosz

Opis przedmiotu

W ramach przedmiotu omawiane są podstawowe zagadnienia związane z metodą elementów skończonych w kontekście układów mechatronicznych. Poruszane tematy związane są ze liniową statyką, zagadnieniami nieliniowości geometrycznych i materiałowych, dynamiką układów mechatronicznych jaki i drganiami w takich układach. W ramach laboratorium studenci tworzą modele geometryczne i dyskretne wybranych układów oraz dokonują symulacji numerycznych w komercyjnych pakietach MES będących w posiadaniu Katedry.
 

Program przedmiotu

• Wykład: 15 godzin w semestrze
• Laboratorium: 30 godzin w semestrze

Tematyka zajęć laboratoryjnych

1. Zajęcia wstępne, organizacyjne, wprowadzenie do modelowania w systemie MSC.Patran
2. Modelowanie w systemie Patran cz.2
3. Analizy statyczne oraz wariantowanie rozwiązań w systemie MSC.Patran/Nastran
4. Projekt stycznika (obliczenia analityczne oraz model numeryczny)
5. Zagadnienia nieliniowości materiałowych na przykładzie mikroprzełącznika
6. Drgania w układach mechatronicznych (symulacja z wykorzystaniem MSC.Nastran)
7. Wprowadzenie do systemu MSC.Mentat/Marc
8. Modelowanie w systemie MSC.Mentat/Marc cz.2 (tutorial)
9. Zagadnienia termomechaniki w wybranych układach mikromechatroniki (symulacje numeryczne z wykorzystaniem systemu MSC.Marc)
10. Modele numeryczne aktuatorów termicznych (analiza elektro-termo-mechaniczna z wykorzystaniem MSC.Mentat/Marc)
11. Projekt wybranego układu MEMS (obliczenia analityczne oraz MES z wykorzystaniem oprogramowania MathCad oraz SciLab)
12. Wprowadzenie do systemu Ansys Multiphysics
13. Modelowanie w systemie Ansys Multiphysics (tutorial)
14. Analiza numeryczna sensora piezoelektrycznego w systemie Ansys Multiphysics
15. Kolokwium zaliczeniowe (projekt obliczenia analityczne oraz symualceje numeryczne w wybranym systemie)
      

Warunki zaliczenia

• Zaliczenie na ocenę testu egzaminacyjnego
• Zaliczenie na ocenę pozytywną laboratorium (na ocenę z laboratorium składa się ocena praktycznego kolokwium zaliczeniowego oraz oceny cząstkowe uzyskiwana na wybranych zajęciach)

  Szczegółowe warunki zaliczenia podawane są na pierwszych zajęciach

Literatura

• M.Kleiber i inni: Komputerowe metody mechaniki ciał stałych. Mechanika Techniczna. Wydawnictwo Naukowe PWN, W-wa 1995
• J.Szmelter:Metoda elementów skończonych w mechanice. PWN, W-wa 1980
• O.C.Zienkiewicz: Metoda elementów skończonych. Arkady, W-wa 1972
• Weaver W.,Jr., Johnston P.R.: Finite element for structural. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1984
• Chandrupatla T.R., Belegundu A.D.: Introduction to finite element method in engineering. Prentice-Hall, London, 1991
• Cook R.D.: Concept and applications of finite element analysis. Wiley, New York, 1981
• Kleiber M. (Ed.): Handbook of Computational Solid Mechanics. Survey and Comparison of Contemporary Method. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1998

Odnośniki:

• Oprogramowanie MES MSC.Software http://www.mscsoftware.com/
• Oprogramowanie MES Ansys http://www.ansys.com/

Do pobrania