Prowadzony w cyklach: 2021/22Z, 2021/22L, 2022/23Z, 2022/23L, 2023/24Z, 2023/24L, 2024/25Z, 2024/25L

Kod ISCED: 0710

Punkty ECTS: 3

Język: polski

Organizowany przez: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej

Modelowanie mechaniczne z wykorzystaniem SolidWorks Simulation 0800-KK-MMSOLID

W ramach zajęć uczestnicy posiadający umiejętności obsługi podstawowych funkcji oprogramowania SolidWorks® poznają niektóre możliwości wykorzystania specjalistycznych części pakietu oprogramowania (Analiza ruchu i Simulation) do komputerowego modelowania problemów mechanicznych.
30-godzinny cykl zajęć laboratorium komputerowego (15 spotkań po 2 godziny lekcyjne) można tematycznie podzielić na przeplatające się wątki:
#/ przykłady analizy ruchu obiektów i układów obiektów z uwzględnieniem zewnętrznych (pojedyncze obiekty) i wzajemnych oddziaływań (układy, czyli tzw. złożenia) z założeniem ich doskonałej sztywności. Narzędzia obliczeniowe pakietu (warianty Analizy ruchu) pozwalają m. in. na przewidywanie trajektorii i obliczanie zależności innych parametrów ruchu od czasu.
##/ działanie wybranych funkcjonalności narzędzia Simulation pozwalających na wykorzystanie metod obliczeniowych tzw. elementów skończonych do analizy skutków oddziaływań zewnętrznych na części mechaniczne w postaci odkształceń i związanych z nimi naprężeń wewnętrznych materiałów (z uwzględnieniem ich znanych własności - informacji wbudowanych w oprogramowanie w formie bazy danych).
Niezależnie od powyższych wątków w trakcie zajęć doskonalone są umiejętności sprawnego i efektywnego modelowania części i złożeń.
Praca nad każdym z podejmowanych zagadnień zorganizowana jest w kilkuetapową sekwencję złożoną z części:
- wstępnej (poświęconej wskazaniu podstawowych pojęć, wielkości i zależności niezbędnych do świadomego korzystania z narzędzi obliczeniowych),
- instruktażowej (prezentacja sposobu użycia funkcjonalności oprogramowania ze śledzeniem i odtwarzaniem czynności przez uczestników samodzielnie na stanowiskach komputerowych),
- samodzielnej (polegającej na przeprowadzeniu przez uczestników analizy zaleconych zagadnień indywidualnie na stanowisku laboratoryjnym w pracowni i ewentualnej kontynuacji pracy poza zajęciami z użyciem oprogramowania zainstalowanego na prywatnie dostępnych komputerach); rozwiązanie części zagadnień połączone jest z przygotowaniem materiałów służących prezentacji wyników.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli - 30h (laboratorium komputerowe). Czas poświęcony na pracę indywidualną potrzebny do zaliczenia przedmiotu (wyszukiwanie i zapoznawanie się z materiałami)- 20h. Czas wymagany do przygotowania się i uczestnictwa w procesie oceniania (opracowywanie zagadnien)- 20h. Łącznie: 70h (2/3 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

Automatyka i robotyka: W1: K_W02 - wiedza z zakresu mechaniki, K_W03 - znajomość wielkości fizycznych i ich jednostek, W2: K_W04 - zrozumienie powiązań automatyki i robotyki z mechaniką, W3 K_W05 - znajomość zagadanień dotyczących napędów mechanicznych, W4: K_W07 - zrozumienie procesów projektowania układów mechanicznych z wykorzystaniem oprogramowania CAD i symulacyjnego, W5: K_W11 - wiedza na temat niezawodności układów mechanicznych z punktu widzenia analizy wytrzymałości, W6: K_W13 - wiedza dotycząca uwarunkowań prawnych i etycznych związanych z działalnością inżyniera. Fizyka techniczna (studia pierwszego stopnia): W1: K_W01 - wiedza z zakresu matematyki, fizyki i technicznych zastosowań fizyki niezbędna do modelowania obiektów i zjawisk, K_W02 - znajomość praw mechaniki bryły sztywnej, W4: K_W03 - zrozumienie roli symulacji komputerowych w procesie projektowania zagadnień inżynierskich, K_W05 - znajomość oprogramowania do obliczeń technicznych, W6: K_W10 - wiedza z zakresu ochrony własności intelektualnej i przemysłowej, W7: K_W12 - wiedza o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych (w powiązaniu z zagadnieniami analizy wytrzymałości). Fizyka techniczna (studia drugiego stopnia): W1: K_W01 - wiedza z matematyki i fizyki (mechaniki), W6: K_W06 - znajomość i zrozumienie zasad ochrony wartości intelektualnej, W5: K_W09 - wiedza o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych (w powiązaniu z zagadnieniami analizy wytrzymałości).

Efekty uczenia się - umiejętności

Automatyka i robotyka: U1: K_U01 - pozyskiwania informacji z literatury, baz danych i innych źródeł, K_U03 - samokształcenia w celu podnoszenia kompetencji zawodowych, U10:K_U04 - językowe w zakresie angielskiej terminologii dotyczącej projektowania, pojęć mechanicznych i materiałoznawstwa, U2: K_U05 - opracowywania dokumentacji dotyczącej rozwiązań zagadnień symulacyjnych, U3: K_U07 - wykorzystania symulacji komputerowych do analizy układów mechanicznych, U4: K_U08 - porównywania rozwiązań projektowych na bazie wyników symulacji, U5: K_U09 - posługiwanie się narzędziami komputerowo wspomaganego projektowania do symulacji, projektowania i weryfikacji elementów i układów. Fizyka techniczna (studia pierwszego stopnia): U3: K_U01 - modelowania zjawisk fizycznych z zakresu mechaniki, U5: K_U03 - przeprowadzenia symulacji komputerowych w procesie projektowania zagadnień inzynierskich, U1: K_U04 - pozyskiwania informacji z literatury, baz danych i innych źródeł, Fizyka techniczna (studia drugiego stopnia): U3: K_U01 - zastosowania metody naukowej w rozwiązywaniu probemów i wnioskowaniu, K_U03 - dokonywania krytycznej analizy wyników obliczeń teoretycznych, U1: K_U04 - znajdowania niezbędnych informacji w literaturze fachowej (bazy danych i inne źródła), U5: K_U06 - adaptacji wiedzy i metod fizyki do projektowania urządzeń z użyciem narzędzi komputerowych, U2 K_U07 - tworzenia materiałów na potrzeby przedstawiania wyników badań, K_U10 - językowe w zakresie angielskiej terminologii dotyczącej projektowania, pojęć mechanicznych i materiałoznawstwa.

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Automatyka i robotyka: K1: K_K01 - świadomość ograniczeń własnej wiedzy i konieczności dalszego kształcenia, K2: K_K04 - zrozumienie regulacji i ograniczeń związanych z wykorzystaniem wiedzy i danych zgromadzonych przez innych (algorytmy analityczne, parametry materiałów), K3: K_K05 - świadomość znaczenia modelowania i symulacji układów i procesów dla obniżenia kosztów prototypowania i produkcji, K_K07 - planowanie i przewidywanie przebiegu realizacji zadań, K_K08 - umiejętność samodzielnej pracy oraz współdziałania w zespole. Fizyka techniczna (studia pierwszego stopnia): K1: K_K01 - świadomość ograniczeń własnej wiedzy i konieczności dalszego kształcenia, K6: K_K02 - świadomość znaczenia modelowania i symulacji układów i procesów dla obniżenia kosztów prototypowania i produkcji, K5: K_K03 - umiejętność samodzielnej pracy oraz współdziałania w zespole, K4: K_K04, K_K05 - planowanie i przewidywanie przebiegu realizacji zadań, K2: K_K06 - zrozumienie regulacji i ograniczeń związanych z wykorzystaniem wiedzy i danych zgromadzonych przez innych (algorytmy analityczne, parametry materiałów). Fizyka techniczna (studia drugiego stopnia): K1: K_K01 - świadomość ograniczeń własnej wiedzy i konieczności dalszego kształcenia, K5: K_K02 - umiejętność samodzielnej pracy oraz współdziałania w zespole, K2: _K03 - zrozumienie regulacji i ograniczeń związanych z wykorzystaniem wiedzy i danych zgromadzonych przez innych (algorytmy analityczne, parametry materiałów), K4: K_K06 - planowanie i przewidywanie przebiegu realizacji zadań.

Metody dydaktyczne

Realizacja zadań z modelowania i symulacji

Metody dydaktyczne poszukujące

- projektu
- laboratoryjna
- referatu

Metody dydaktyczne w kształceniu online

- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Wymagania wstępne

1. Zaliczenie zajęć Podstawy projektowania (laboratorium) obejmujących podstawy modelowania 3D brył i złożeń z wykorzystaniem oprogramowania CAD SolidWorks. 2. Zaliczenie przedmiotów z fizyki (wykład i ćwiczenia z fizyki dla danego kierunku, pracownia fizyczna). 3. Dostępność systemu komputerowego na którym zostanie zainstalowane oprogramowanie SolidWorks Education Edition (osobista licencja) do wykorzystania poza zajęciami laboratorium komputerowego.

Koordynatorzy przedmiotu

Dariusz Dziczek

Kryteria oceniania

Uczestnicy przygotowują w ramach zajęć kilka zestawów materiałów prezentujących wyniki modelowania części/złożeń lub przeprowadzonych samodzielnie analiz symulacyjnych (U2, U1, U3, U5, K4, K5).
Stosowane formy:
(1) Krótkie informacje komunikujące rezultaty modelowania (podające weryfikacyjne dane dotyczące modelowanych obiektów, np. masa, położenie środka masy,...)
(2) opracowanie analizy symulacyjnej zawierające krótką część wstępną - opis zagadnienia, rezultaty symulacji - wykresy i rysunki z komentarzami i ewnentualne wnioski);
przy powyższych formach materiały składane są za pośrednictwem platformy Moodle - kurs MMSWS(DDz);
(3) zreferowanie wyników na zajęciach z demonstracją materiałów innym uczestnikom z możliwością dyskusji nad nimi.
Każdemu z zadań odpowiada ustalona maksymalna wartość punktowa (np. 20) jaką można otrzymać za wzorowo przygotowane/zaprezentowane materiały. Ewentualne błędy lub braki treści wiążą się z obniżeniem punktacji.
Ocenie podlegają (w nawiasie podany jest udział w punktacji):
- kompletność materiałów (20%),
- poprawność merytoryczna treści (40%),
- staranność i terminowość przygotowania (40%).
Końcowa ocena zaliczeniowa ustalana jest przez zsumowanie liczby punktów uzyskanych ze wszystkich zadań i przeliczeniu procentowej wartości sumy (odniesionej do sumy punktacji maksymalnych) na ocenę w standardowej skali:
Punktacja (%)    Ocena
<50       2 (zajęcia niezaliczone)
50-59,99       3
60-69,99       3,5
70-79,99       4
80-89,99       4,5
>90       5

Literatura

Materiały dotyczące oprogramowania dostępne za pośrednictwem stron polskiego dystrybutora (dps-software.pl) i producenta oprogramowania (solidworks.com, w języku angielskim) - w tym instrukcje obsługi, samouczki i inne materiały szkoleniowe dla użytkowników.