Lista kursów

English version

Kod kursu: IBN10295o13
Rok / Semestr: 2013/2014 zimowy
Nazwa: Metody obliczeniowe
Kierunek: Budownictwo
Typ studiów: I st. - inżynierskie
Rodzaj kursu: Obligatoryjny
Semestr studiow: 5
Punkty ECTS: 3
Formy kształcenia (wykłady / ćwiczenia / inne): 10 / 20 / 0
Prowadzący: dr inż. Piotr Chyliński
Język: polski


Efekty kształcenia: Wiedza: Student wie, jaka jest różnica pomiędzy rozwiązaniem zadania inżynierskiego w oparciu o model ciągły w stosunku do rozwiązania modelu dyskretnego. Student ma wiedzę o idealizacjach i uproszczeniach stosowanych podczas tworzenia modelu obliczeniowego konstrukcji. Student zna podstawowe sposoby tworzenia dyskretnych modeli obliczeniowych konstrukcji w wybranych metodach analizy konstrukcji. Student wie, jakie są źródła błędów w obliczeniach numerycznych i zna sposoby weryfikacji poprawności obliczeń. Zna wybrany program komputerowy wspomagający obliczenia statyczne i projektowanie konstrukcji. Posiada podstawową wiedzę o celach i metodach optymalizacji konstrukcji. Umiejętności: Student umie uprościć rzeczywiste ustroje o prostym i średnim stopniu skomplikowania do modelu obliczeniowego. Student potrafi zastosować Metodę Różnic Skończonych w jednowymiarowych zadaniach mechaniki. Student potrafi zastosować Metodę Elementów Skończonych do rozwiązania prostych płaskich ustrojów kratowych i ramowych. Umie przeprowadzić obliczenia statyczne konstrukcji i dobrać jej elementy wykorzystując program wspomagający proces projektowania konstrukcji. Student potrafi zweryfikować poprawność uzyskanego rozwiązania. Student umie sformułować podstawowe kryteria optymalizacji konstrukcji.

Kompetencje: Student jest świadomy, że zastosowanie specjalistycznego oprogramowania w projektowaniu konstrukcji nie zwalnia inżyniera od osobistej odpowiedzialności za poprawność obliczeń i właściwe wykorzystanie ich rezultatów, a w efekcie za bezpieczeństwo użytkowników projektowanej konstrukcji.

Wymagania wstępne: Analiza matematyczna, Wytrzymałość materiałów.

Treści kształcenia: Rys historyczny zastosowań metod numerycznych i komputerów w obliczeniach. Model fizyczny i model matematyczny konstrukcji. Uproszczenia i idealizacja konstrukcji. Modelowanie matematyczne. Sformułowanie globalne i lokalne. Metody aproksymacji i interpolacji. Liniowe sformułowanie zagadnień mechaniki. Metody przybliżonego rozwiązywania zagadnień mechaniki. Dyskretyzacja jako podstawa metod numerycznych. Całkowanie numeryczne metodą trapezów. Podejście probabilistyczne: metoda Monte Carlo. Metoda różnic skończonych (MRS). Zastosowanie MRS w zagadnieniach mechaniki. Warunki brzegowe. Obliczanie ugięcia belek podpartych i na podłożu sprężystym. Analiza wyboczenia pręta ściskanego osiowo. Zastosowanie MRS w zagadnieniach dwuwymiarowych. Metoda elementów skończonych (MES). Wprowadzenie. Typy elementów skończonych. Koncepcja superelementu. Analiza konstrukcji prętowych. Macierz sztywności elementu kratownicy płaskiej i ramy płaskiej. Funkcje kształtu. Warunki brzegowe. Modyfikacja macierzy sztywności. Wektor obciążeń struktury. Zastosowanie MES do rozwiązywania zagadnień dwuwymiarowych (ustalony przepływ ciepła, obliczanie przemieszczeń tarczy i płyty). Modelowanie numeryczne. Symulacja komputerowa. Programowanie komputerowe. Optymalizacja konstrukcji. Zastosowanie modelowania numerycznego i symulacji komputerowej w projektowaniu i weryfikacji konstrukcji. Komputerowe wspomaganie konstruowania (CAE). Struktura systemów CAE. System Autodesk Robot Structural Analysis. Możliwości systemu. Ogólne zasady pracy. Obsługa systemu na przykładzie obliczania płaskich konstrukcji prętowych. Modelowanie przestrzennych konstrukcji prętowych. Modelowanie płyty żelbetowej. Prezentacja, weryfikacja i analiza wyników obliczeń. Przygotowanie raportu z obliczeń.

Literatura: 1. Pietrzak J., Rakowski G., Wrześniowski K., Macierzowa analiza konstrukcji, PWN Warszawa-Poznań 1979 2. Chmielewski T., Nowak H., Mechanika Budowli, Seria Wspomaganie Komputerowe CAD-CAM, WNT Warszawa 3. Ciesielski R., Kasprzyk Z., Rakowski G. i in. Mechanika budowli. Ujęcie komputerowe t.1 (t. 2,3) Arkady W-wa 1995 4. Szmelter J. Metody komputerowe w mechanice. PWN W-wa 1980 5. Tarnowski W.: Podstawy projektowania technicznego. Seria Wspomaganie Komputerowe CAD/CAM, WNT-Warszawa 1997 6. Cichoń Cz., Cecot W., Krok J., Pluciński P., Metody komputerowe w liniowej mechanice konstrukcji, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2002 7. Ostwald M., Podstawy optymalizacji konstrukcji, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej Poznań 2003 8. Pomoc programu Autodesk Robot Structural Analysis.

Metody oceny: Pisemne zaliczenie wykładu. Trzy kolokwia na ćwiczeniach w trakcie semestru, zaliczenie czterech projektów obliczeniowych, test znajomości programu Robot. Wymagany poziom wiedzy do zaliczenia przedmiotu – 60%.

Uwagi: