Elementy teorii niezawod ności

443

Przedmioty specjalnościowe – Komputerowe wspomaganie projektowania maszyn Semestr 5

Elementy teorii niezawodności

Semestr Rodzaj zajęć Liczba godzin (w semestrze) Liczba punktów ECTS

5 W 15 1

5 C 15 1

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Matematyka: Elementy rachunku prawdopodobieństwa, teorii procesów losowych i statystyki (zdarzenia losowe, miary prawdopodobieństwa, zmienne losowe i ich rozkłady, charakterystyki rozkładów zmiennych losowych, podstawowe typy procesów losowych, próba losowa, szeregi pozycyjne i rozdzielcze, charakterystyki liczbowe szeregów rozdzielczych, estymacja przedz iałowa i punktowa, testowanie hipotez statystycznych). Mechanika: Drgania mechaniczne (k lasyfikacja i podział drgań, charakterystyki sprężystości i tłumienia, drgania swobodne i wymuszone, równania ruchu i ich rozwiązania, eliminacja drgań, wibroizolacja, drgania układów dyskretnych i ciągłych) Wytrzymałość materiałów: (typowe rodzaje obciążeń, metody analizy stanów naprężeń i odkształceń; hipotezy wytężeniowe; wytrzymałość zmęczeniowa) Nauka o materiałach: (własności wytrzymałościowe typowych materiałów konstrukcyjnych) Podstawy konstrukcji maszyn: (Metody obliczeń wytrzymałościowych typowych części maszyn takich jak wały, łożyska, koła zębate; metody obliczeń wytrzymałościowych połączeń konstrukcyjnych – gwintowych, spawanych, klejonych itp.)

2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student Zapoznanie z metodami projektowania maszyn o zadanej niezawodności; oceny niezawodności funkcjonowania maszyn; identyfikacji krytycznych oraz metodami oceny ryzyka związanego z nieprawidłowym funkcjonowaniem obiektów technicznych.

3. Metody dydaktyczne Wykład: metoda podająca z wykorzystaniem środków multimedialnych. Ćwiczenia: metoda poszukująca (rozwiązywanie zadań rachunkowych).

4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia Wykład: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: jedno kolokwium (pisemne) z zakresu przekazanych wiadomości, na którym student otrzymuje do opracowania trzy zagadnienia. Maksymalna liczba punktów możliwych do uzyskania: 10 pkt. Oceny: bardzo dobry: 10 pkt., dobry i pół: 9 pkt., dobry: 8 pkt., dostateczny i pół: 7 pkt., dostateczny: 6 pkt., niedostateczny: 0–5 pkt. Ćwiczenia: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: wykonanie i zaliczenie jednej pracy kontrolnej (zadanie obliczeniowe). Ocena końcowa uzależniona od poprawności oraz formy przedstawionego rozwiązania. 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Modele systemu i procesu eksploatacji maszyn i urządzeń. Niezawodność elementu odnawialnego i nieodnawialnego. Niezawodność obiektów złożonych. Reguły eksploatacji z uwzględnieniem prewencji i diagnostyki. Zasady analizy danych eksploatacyjnych. 6. Program A. Treść wykładów

Tematyka zajęć Liczba godzin

Wprowadzenie w problematykę niezawodności i bezpieczeństwa maszyn. 1

Pojęcia i miary niezawodności. Ogólny model procesu powstawania niesprawności obiektu technicznego. Opisowa definicja pojęcia niezawodności. Podstawowe miary niezawodności. Miary niezawodności charakterystyczne dla obiektów odnawialnych.

2

Zagadnienia wyboru poziomu niezawodności. Optymalizacja niezawodności w fazie jego projektowania oraz w fazie eksploatacji. Wybór miary oceny niezawodności obiektu.

2

444

Struktura niezawodnościowa. Ważniejsze modele struktur niezawodnościowych. Wybór postaci struktury niezawodnościowej. Opis zależności stochastycznych między czasami funkcjonowania elementów. Wykorzystanie metody drzew do opisu struktury niezawodnościowej i przebiegu zdarzeń niepożądanych.

2

Modelowanie i analiza niezawodności. Możliwości kształtowania poziomu niezawodności obiektu w fazie jego projektowania. Modelowanie i analiza niezawodności elementu obiektu mechanicznego. Modelowanie niezawodności obiektu złożonego z wielu elementów. Analiza niezawodności obiektu złożonego. Niezawodność człowieka.

2

Projektowanie odnowy profilaktycznej. 2

Eksperymentalne badania niezawodności. 2

Bezpieczeństwo człowieka w systemach człowiek-technika-środowisko. Pojęcia podstawowe. Miary ryzyka i miary bezpieczeństwa. Metody analizy bezpieczeństwa. Działania na rzecz poprawy bezpieczeństwa.

2

B. Treść ćwiczeń


Rozkłady prawdopodobieństwa wykorzystywane w teorii niezawodności 3

Podstawowe modele niezawodnościowe obiektów technicznych. Struktury niezawodnościowe.

2

Zagadnienia odnowy. Modele niezawodnościowe obiektów odnawialnych. 2

Wybrane zagadnienia analizy procesów losowych. 3

Modelowanie i analiza niezawodności. Zastosowanie metod Monte Carlo w zagadnieniach prognozowania zmian stanu technicznego maszyn

3

Kształtowanie poziomu niezawodności obiektu w fazie jego projektowania. 2

7. Wykaz literatury podstawowej

a) Podstawy Konstrukcji Maszyn pod redakcją Marka Dietrycha Tom 1. WNT, Warszawa 1999 b) Bobrowski D.: Probabilistyka w zastosowaniach technicznych. WNT, Warszawa 1986 c) Warszyński M.: Niezawodność w obliczeniach konstrukcyjnych. PWN, Warszawa 1988

8. Wykaz literatury uzupełniającej

a) Inżynieria niezawodności. Poradnik (red. Migdalski J.), ATR Bydgoszcz, Warszawa, ZETOM, 1992

b) Poradnik niezawodności. Podstawy matematyczne. WEMA, Warszawa 1982 c) Gercbach I. B., Kordoński Ch. B.: Modele niezawodnościowe obiektów technicznych. WNT,

Warszawa 1968 Osoba prowadząca: dr inż. Leszek Krzywonos

445

Komputerowa grafika inżynierska


5 5

W L

15 45

1 3

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Grafika inżynierska – zasady graficznego zapisu konstrukcji. Matematyka – elementy geometrii analitycznej płaskiej i przestrzennej.Informatyka – podstawy obsługi komputera i systemów operacyjnych. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów ze sposobami kreacji obrazu metodami komputerowymi, a także wprowadzenie do systemów Komputerowego Wspomagania Projektowania (CAD). Zapoznanie się i nabycie umiejętności w posługiwaniu programem Solid-Edge. 3. Metody dydaktyczne Wykład: metoda podająca z wykorzystaniem środków multimedialnych. Laboratorium: metoda praktyczna oparta na obserwacji i analizie, metoda aktywizująca, związana z praktycznym działaniem studentów w celu rozwiązania postawionych problemów. Zajęcia przy stanowiskach komputerowych. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Wykład Sposób zaliczenia: Zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia zaliczenie zajęć laboratoryjnych i uzyskanie pozytywnej oceny z trzech prac kontrolnych. Laboratorium Sposób zaliczenia: Zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: wykonanie prac projektowych zadanych przez prowadzącego zajęcia i realizowanych na miejscu w pracowni komputerowej. Zaliczenie następuje na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych za poszczególne prace projektowe.

5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie konstrukcji i eksploatacji maszyn oraz grafiki inżynierskiej: Grafika inżynierska. Geometryczne kształtowanie form technicznych z wykorzystaniem wielościanów, brył i powierzchni. Odwzorowanie i wymiarowanie elementów maszynowych. Komputerowe wspomaganie projektowania maszyn (CAD – Computer Aided Design). 6. Program A. Treść wykładów


Historia i zastosowania grafiki komputerowej. Grafika rastrowa i wektorowa. Wybrane zagadnienia matematycznego opisu geometrii.

3

Programy CAD. Cechy oprogramowania CAD na przykładzie programu Solid Edge. Struktura programu.

1

Modelowanie płaskie – moduł Draft. Interfejs modułu. Zarządzanie ekranem.. IntelliSketch, Narzędzia zaznaczania, SmartSelect. Tworzenie własnego szablonu. Polecenia rysunkowe. Nadawanie relacji, wymiarów oraz parametryzacja w opisie modelu płaskiego.

3

Modelowanie bryłowe i powierzchniowe - moduł Part. Podstawowe polecenia modelowania. Powielanie elementów. Wykorzystanie profilu w tworzeniu modelu bryłowego. Nadawanie relacji, wymiarów oraz parametryzacja w opisie modelu bryłowego. Wykorzystanie tablicy zmiennych. Import danych z innych programów. Wykorzystywanie bibliotek z predefiniowanymi elementami. Formatowanie widoku: ustawianie światła, tekstury, cieniowania..

3

Modelowanie zespołów – moduł Assembly. Złożenia z rozmieszczeniem powtarzających się części. Widoki rozstrzelone i przekroje. Symulacja ruchu.

3

446

Tworzenie dokumentacji płaskiej z modelu 3D. Tworzenie określonych widoków i przekrojów. Wymiarowanie. Wymiana danych z innymi programami.

2

B. Treść ćwiczeń laboratoryjnych


Zajęcia wprowadzające: szkolenie bhp, zasady zaliczenia przedmiotu, przydział do stanowisk komputerowych.

1

Opracowanie własnego szablonu w module draft. Wykreślanie w 2D prostych elementów maszynowych, ich wymiarowanie i opisywanie.

6

Tworzenie modeli geometrycznych (3D) elementów maszynowych typu: pokrywa, korpus, śruba, koło zębate - nadawanie wymiarów i relacji, parametryzacja wymiarów.

18

Tworzenie zespołów typu: pojemnik z pokrywą, przekładnia zębata, sprężarka - symulacja ruchu, analiza kolizji.

12

Tworzenie dokumentacji rysunkowej z modeli 3D.. 8


a) Luźniak T., Solid Edge ST krok po kroku. Rysowanie I modelowanie tradycyjne. GM System Sp. z o.o . Wrocław 2009 r.

b) Kazimierczak G., Pacula B., Budzyński A., Solid Edge. Komputerowe wspomaganie projektowania, Wyd. HELION 2004 r.


a) Foley J. i inni, Wprowadzenie do grafiki komputerowej, WT, Warszawa 1995 r. b) Jankowski M., Elementy grafiki komputerowej, WNT, Warszawa 1990. c) Hearn D, Baker P., Computer Graphics, Prentice Hall 1997 d) Lisowski E., Modelowanie geometrii elementów maszyn i urządzeń w systemach CAD 3D, Wyd.

Politechniki Krakowskiej, Kraków 2003 r. Opracował dr hab. inż. Andrzej Zniszczyński

447

Podstawy teorii maszyn i mechanizmów

Semestr Rodzaj zajęć Liczba godz. (w semestrze) Liczba punktów ECTS

5 W 15E 3

5 P 30 2

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi: Mechanika techniczna, Grafika inżynierska, Podstawy konstrukcji maszyn, podstawowe wiadomości z matematyki i komputerowych metod obliczeniowych. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie z metodami modelowania i stosowanymi modelami układów kinematycznych i napędowych, rozszerzenie wiedzy i opanowanie metod rozwiązywania zagadnień kinematyki i dynamiki maszyn. 3. Metody dydaktyczne: Wykład – tradycyjny zakres TMM ze szczególnym uwzględnieniem metod projektowych. Ćwiczenia projektowe: – formułowanie i rozwiązywanie zadań projektowych z zakresu struktury, kinematyki i dynamiki mechanizmów – standardowe metody obliczeniowo-konstrukcyjne w zastosowaniu do projektowania układów kinematycznych i napędowych. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Aktywna obecność na ćwiczeniach, wykonanie i pozytywne zaliczenie prac projektowych. Pozytywna ocena z egzaminu pisemnego, obejmującego zadania rachunkowo-projektowe. 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Przekładnie mechaniczne. Metody analizy układów kinematycznych. Podstawy napędu hydrostatycznego. 6. Program B. Treść wykładów


Wprowadzenie. Charakter, przedmiot i metody teorii mechanizmów. Rys historyczny. Pojęcia podstawowe analizy strukturalnej mechanizmów. Człon, para kinematyczna, łańcuch, mechanizm. Stopnie swobody i klasyfikacja par.

1

Ruchliwość mechanizmu. Wzory strukturalne, grupy strukturalne, analiza i synteza struktur.

2

Wstęp do analizy położeń. Warunki realizacji położeń płaskich mechanizmów dźwigniowych. Czworobok przegubowy, krzywe łącznikowe.

2

Analiza położeń, prędkości i przyspieszeń. Metody analityczne i wykreślne analizy kinematycznej płaskich mechanizmów dźwigniowych.

2

Analiza kinematyczna przekładni zębatych. 1

Wstęp do analizy kinematycznej przestrzennych mechanizmów dźwigniowych. Notacja Denavita-Hartenberga. Metody wektorowe i macierzowe.

1

Obciążenia mechanizmów i maszyn. Siły bezwładności. Analiza kinetostatyczna. Wyznaczanie sił w węzłach kinematycznych i obciążeń równoważących.

2

Modele dynamiczne mechanizmów. Redukcja mas i obciążeń. Formułowanie różniczkowych równań ruchu mechanizmów o jednym stopniu swobody.

2

Przykłady równań ruchu i metod rozwiązywania. Interpretacja rozwiązań, nierównomierność ruchu maszyny.

2

448

B. Treść ćwiczeń projektowych


Ćwiczenia rachunkowe i wykonanie projektu z zakresu syntezy struktur. 6

Ćwiczenia i wykonanie projektu z zakresu analizy kinematycznej mechanizmów płaskich.

8

Ćwiczenia i wykonanie projektu z analizy kinematycznej złożonych przekładni zębatych. 4

Ćwiczenia rachunkowe i wykonanie projektu z zakresu modelowania dynamicznego maszyn.

8

Zapoznanie się z programem komputerowym do symulacji mechanizmów. 4


a) S. Miller: Teoria maszyn i mechanizmów. Analiza układów mechanicznych. Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1989.

b) A. Gronowicz: Podstawy analizy układów kinematycznych. Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2003.

c) A. Morecki, J. Knapczyk, K. Kędzior: Teoria mechanizmów i manipulatorów. Podstawy i przykłady zastosowań w praktyce. WNT Warszawa 2001.

d) K. Pylak, R. Bartnik: Zbiór zadań z teorii mechanizmów i maszyn. Wyd. PL, Lublin 1986. e) A. Morecki, J. Oderfeld: Teoria maszyn i mechanizmów. PWN Warszawa 1987.

8. Wykaz literatury uzupełniającej:

a) J. Wawrzecki: Teoria maszyn i mechanizmów. Wstęp do teorii mechanizmów przestrzennych. Wyd. Politechniki Łódzkiej, Łódź 2008.

b) T. Kołacin: Podstawy teorii maszyn i automatyki. Oficyna Wydawnicza PW, 2005. Osoba prowadząca: dr inż. Konrad Pylak

449

Teoria Projektowania Maszyn


5 W 15 2

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Inżynieria materiałowa, Mechanika, Wytrzymałość materiałów, Podstawy konstrukcji maszyn 2. Cele kształcenia – kompetencje, jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie studentów z problematyką związaną z podstawowymi zasadami konstruowania maszyn oraz metodami oceny konstrukcji. Podstawowym celem jest zwrócenie uwagi słuchaczom przedmiotu na istotę procesu konstruowania maszyn i wykorzystanie uzyskanej wiedzy w przyszłej pracy związanej z projektowaniem maszyn. 3. Metody dydaktyczne Wykład : metoda podająca z wykorzystaniem środków multimedialnych. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: Prezentacja multimedialna wybranej problematyki będącej częścią treści wykładu, uzyskanie oceny pozytywnej 3.0 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie podstawowych zasad konstruowania maszyn, założenia konstrukcyjne, projekt wstępny i techniczny, tworzenie modelu matematycznego konstrukcji, wybór rozwiązania optymalnego, materiały konstrukcyjne. 6. Program A. Treść wykładów


Elementy procesu konstruowania. Założenia konstrukcyjne, koncepcja maszyny, warianty rozwiązania, projekt wstępny maszyny i jego weryfikacja teoretyczna i eksperymentalna. Ogólne zasady konstruowania.

3

Matematyczny model konstrukcji. Cechy konstrukcyjne, zmienne decyzyjne, parametry. Tworzenie zbioru dopuszczalnego w przestrzeni zmiennych decyzyjnych. (I ogólna zasada konstrukcji)

3

II zasada konstrukcji w ujęciu matematycznym. Formułowanie funkcji celu (kryterium jakości). Wybór rozwiązania optymalnego. Kryteria oceny konstrukcji: technologiczność, koszty eksploatacji, bezpieczeństwo, niezawodność, ergonomia, estetyka, ekologia.

4

Materiały konstrukcyjne stosowane w budowie maszyn. Właściwości mechaniczne wybranych materiałów konstrukcyjnych.

2

Normalizacja w procesie konstruowania. Unifikacja podzespołów oraz elementów maszyn.

3

7. Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej

a) Osiński Z., Wróbel J., Teoria Konstrukcji Maszyn, PWN, Warszawa, 1982 b) Dietrich M., red. Podstawy Konstrukcji Maszyn, t. 1-3, WNT, Warszawa, 1995, 1999 c) Tarnowski W., Podstawy projektowania technicznego, WNT, Warszawa, 1997


a) Dziama A., Metodyka konstruowania maszyn, PWN, Warszawa, 1985 Osoba prowadząca: dr inż. Leszek Kuśmierz

451


Komputerowe systemy wspomagania projektowania


6 W 15 1

6 L 45 3

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Komputerowa grafika inżynierska, teoria projektowania maszyn. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie się z teoretycznymi i praktycznymi podstawami procesu projektowania wspomaganego komputerowo. Nabycie umiejętności w posługiwaniu się zintegrowanym oprogramowaniem CAD/CAM/CAE: NX oraz CATIA V5. 3. Metody dydaktyczne Wykład: wykład informacyjny z użyciem prezentac ji multimedialnych. Laboratorium: praktyczne zajęcia projektowe z zastosowaniem oprogramowania CAD/CAM/CAE. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Wykład: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: zaliczenie pisemne na podstawie pozytywnej oceny z kolokwium sprawdzającego Łączna liczba punktów do zdobycia 20 pkt. Ocena końcowa zależeć będzie od sumy uzyskanych punktów i wynosi:

zakres ocena zakres ocena

0-9 pkt. ndst. 15-16 db

10-12 dst 16-18 db+

13-14 dst+ 19-20 bdb

Laboratorium: Sposób zaliczenia: Zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: wymagana obecność na wszystkich zajęciach, zaliczenie ćwiczeń praktycznych wskazanych przez prowadzącego zajęcia, realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych. 5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie konstrukcji i eksploatacji maszyn oraz grafiki inżynierskiej: komputerowe wspomaganie projektowania maszyn (CAD – Computer Aided Design). 6. Program A. Treść wykładów


Projektowanie i konstruowanie. Metoda, metodyka i metodologia projektowania. Charakterystyka procesu projektowania technicznego. Zmienne w procesie projektowania. Cechy konstrukcyjne, właściwości konstrukcyjne, zmienne stanu obiektu.

3

Pojęcie i zakres komputerowo wspomaganego projektowania. Zakres tematyczny CAD, zalety CAD.

2

Definicja problemu projektowego. Projektowanie koncepcyjne. Synteza i analiza. 1

Typy reprezentacji geometrii w systemach CAD. Szkicowanie, modelowanie krawędziowe, modelowanie objętościowe i powierzchniowe. Projektowanie parametryczne i wariantowe.

3

Budowa zawansowanych systemów CAD. Podstawowe moduły systemów CAD. 3

Przegląd zaawansowanych systemów CAD/CAM/CAE na przykładzie systemów Catia oraz NX.

3

452



Ogólne zasady pracy z programem NX. Organizacja interfejsu użytkownika. Dostosowywanie pasków narzędzi. Praca w różnych środowiskach programu. Schemat postępowania podczas procesu projektowania.

3

Rysowanie na płaszczyźnie. Polecenia rysunkowe: sposoby rysowania, wykorzystanie poleceń edycyjnych. Opcje narzędzia zaznaczania. Relacje geometryczne.

5

Modelowanie części. Podstawowe operacje modelowania części: wyciągnięcie, wycięcie, wyciągnięcie obrotowe, wycięcie obrotowe, korzystanie ze szkiców.

4

Polecenia zaawansowane: pochylenia, zaokrąglenia. 3

Edycja operacji. Zmiana kolejności operacji. Blokowanie operacji. 3

Zaawansowane funkcje modelowania bryłowego. Wyciągnięcie przez przekroje, wzdłuż krzywej, normalne do powierzchni, po linii śrubowej. Zaawansowane opcje zaokrągleń i pochyleń Wykorzystanie elementów konstrukcyjnych.

11

Praca w zespołach. Wyjaśnienie metod pracy w środowisku zespołów. Wstawianie istniejących części do zespołu: nadawanie relacji, analiza stopni swobody. Modelowanie nowych części w kontekście zespołu.

10

Dokumentacja techniczna. Tworzenie rzutów części: generowanie widoków, tworzenie przekrojów, widoki szczegółowe.

6


a) Instrukcje do ćwiczeń (materiały wewnętrzne Katedry PKM) b) Wyleżoł M.: Catia. Modelowanie bryłowe. Przykłady i ćwiczenia Wydawnictwo Helion 2002. c) Wyleżoł M.: Modelowanie powierzchniowe i hybrydowe w systemie Catia v.5 Wydawnictwo Helion

2003. d) Skarka W., Mazurek A.: Catia. Podstawy modelowania i zapisu konstrukcji. Wydawnictwo Helion

2005.

8. Wykaz literatury uzupełniającej a) Winkler T.: „Komputerowy zapis konstrukcji”, WNT, Warszawa 1989. b) Tarnowski W.: „Podstawy projektowania technicznego”, WNT , Warszawa 1997.

Osoba prowadząca: dr inż. Hubert Dębski,

dr inż. Mirosław Ferdynus

453

Metoda elementów skończonych


6 6

W L 30 45

3E 2

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Matematyka - algebra macierzy, interpolacja Lagrange"a i Hermita, Komputerowa grafika inżynierska, Wytrzymałość materiałów, Podstawy konstrukcji maszyn. 2. Cele kształcenia - kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami teoretycznymi metody elementów skończonych. Nabycie praktycznych umiejętności wykonywania analiz MES konstrukcji inżynierskich z wykorzystaniem programu Abaąus oraz NX. 3. Metody dydaktyczne Wykład: metoda podająca z wykorzystaniem środków multimedialnych, ćwiczenia projektowe: ćwiczenia praktyczne z wykorzystanie oprogramowania Abaąus 6.6SE oraz NX. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu - efektów kształcenia Wykład: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: egzamin pisemny; oceny: 3.0 (45% pkt); 3.5 (60% pkt); 4.0 (75% pkt); 4,5 (85% pkt); 5,0 (95% pkt.) Ćwiczenia laboratoryjne: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: obecność na zajęciach, wykonanie analiz przykładowych konstrukcji inżynierskich z wykorzystaniem metody elementów skończonych. 5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie konstrukcji i eksploatacji maszyn oraz grafiki inżynierskiej: komputerowe wspomaganie projektowania maszyn (CAD - Computer Aided Design). 6. Program A. Treść wykładów


Historia rozwoju metody elementów skończonych. Podstawy teoretyczne metody elementów skończonych. Założenia metody elementów skończonych. Podstawowe równania teorii sprężystości.

4

Warunki równowagi. Równania stanu odkształcenia, związki fizyczne. Podstawowe pojęcia hipotez wytrzymałościowych. Funkcje kształtu. Kryterium zgodności (elementy stosowane) dostosowane i niedo-

2

Klasyfikacja elementów skończonych. Kryteria podziału elementów skończonych. 4

Płaski stan odkształcenia i płaski stan naprężenia. Macierze sztywności. 2

Elementy tarczowe i płytowe. Macierz sztywności trójkątnego elementu tarczowego. Elementy tarczowe wyższego rzędu. Wymagania ciągłości dla funkcji kształtu elementów płowych.

4

Elementy prętowe i belkowe oraz powłokowe. 2

Elementy trójwymiarowe. Analiza trójwymiarowego stanu naprężeń. 2

Budowa globalnych macierzy dyskretnego modelu. Cechy charakterystyczne macierzy globalnej.

4

Rozwiązywanie układów równań. Metody rozwiązywania układów algebraicznych równań liniowych.

2

Analiza błędów i zbieżność rozwiązań. Błędy dyskretyzacji. Metody zwiększenia dokładności obliczeń.

4

454



Wprowadzenie do programu Abaąus 6.6SE. Tworzenie modelu geometrycznego, nadawanie warunków brzegowych, wizualizacja wyników obliczeń.

3

Warunki brzegowe. Modelowanie obciążenia skupionego i ciągłego, modelowanie obciążeń powierzchniowych, modelowanie warunków utwierdzenia (symetria oraz antysymetria), modelowanie więzów obrotowych.

3

Metody generowania siatek. Ocena poprawności dyskretyzacji modelu MES, porównanie elementów z liniową oraz kwadratową funkcją kształtu.

3

Zastosowanie elementów 2-wymiarowch. Elementy powłokowe, analiza konstrukcji przy wykorzystaniu płaskiego stanu odkształcenia oraz płaskiego stanu naprężenia, modelowanie części osiowosymetrycznych.

3

Zastosowanie elementów 3-wymiarowch. Elementy wyższego rzędu. 3

Analiza drgań własnych. Wyznaczanie częstości i postaci drgań konstrukcji inżynierskich. 3

Analiza wyboczenia konstrukcji. Wyznaczanie postaci oraz obciążenia krytycznego. 3

Analiza naprężeń i odkształceń termicznych. Wykorzystanie wyników analizy termicznej do wyznaczania naprężeń i przemieszczeń konstrukcji.

3

Analizy wytrzymałościowe konstrukcji inżynierskich (ćwiczenia praktyczne z wykorzystanie oprogramowania NX)

21


a) Rakowski G., Kacprzyk Z.: Metoda Elementów Skończonych w mechanice konstrukcji, Oficyna Wydawnicza PW., Warszawa 2005

b) Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych, Oficyna Wydawnicza PWroc., Wrocław 2000

c) Osiński J.: Obliczenia wytrzymałościowe elementów maszyn z zastosowaniem metody elementów skończonych, Oficyna Wydawnicza PW., Warszawa 1997


a) Instrukcje do ćwiczeń (materiały wewnętrzne Kaedry PKM) b) Instrukcje oprogramowania Abaąus 6.6 SE c) Instrukcje oprogramowania NX

Osoba prowadząca: dr inż. Grzegorz Ponieważ

455

Napędy mechaniczne

Semestr Rodzaj zajęć Liczba godzin (w semestrze). Liczba punktów ECTS

6 W 15 2

6 P 30 2

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Komputerowa grafika inżynierska, teoria projektowania maszyn , Podstawy konstrukcji maszyn 2. Cele kształcenia – kompetencje, jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie studentów z problematyką związaną z podstawowymi zasadami konstruowania napędów mechanicznych w szczególności przekładni zębatych kątowych, przekładni ślimakowych, przekładni obiegowych, przekładni pasowych oraz sprzęgieł. Zastosowanie metod obliczeniowych elementów maszyn tworzących układ napędowy w tym oprogramowania komputerowego wspomagającego obliczenia konstrukcyjne przekładni mechanicznych w celu opracowania dokumentacji 3D. 3. Metody dydaktyczne Wykład: metoda podająca z wykorzystaniem m.in. środków multimedialnych, ćwiczenia projektowe: z wykorzystaniem oprogramowania CAD/CAM/CAE 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia Wykład: Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: egzamin pisemny, uzyskanie oceny pozytywnej 3.0 Ćwiczenia projektowe Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: obecność na zajęciach, wykonanie obliczeń konstrukcyjnych oraz modeli 3D i ich odpowiednich złożeń, uzyskanie oceny pozytywnej 3.0 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami 6. Program A. Treść wykładów


Przekładnie zębate kątowe. Rodzaje uzębień kół stożkowych : proste, skośne, kołowo-łukowe. Kąt stożka podziałowego i jego związek z przełożeniem przekładni. Geometria koła stożkowego z zębami prostymi oraz przekładni kątowej ortogonalnej. Korekcja P-O przekładni kątowej. Przekładnia zastępcza z kołami walcowymi o zębach prostych. Zastępcza liczba zębów. Czołowy wskaźnik przyporu przekładni zastępczej. Obliczenia wytrzymałościowe przekładni kątowej w oparciu o przekładnię zastępczą.

4

Przekładnie ślimakowe. Rodzaje przekładni ślimakowych. Materiały stosowane do wykonania ślimaków oraz kół ślimakowych. Geometria ślimaka walcowego spiralnego. Parametry geometryczne koła ślimakowego : średnice, kąt opasania, szerokości wieńca, kąt pochylenia linii zęba. Korekcja konstrukcyjna przekładni ślimakowej. Przełożenie przekładni ślimakowej. Rozkład sił w zazębieniu ślimaka i ślimacznicy. Sprawność zazębienia przekładni. Wpływ kąta wzniosu i współczynnika tarcia w zazębieniu na sprawność zazębienia. Samohamowność przekładni ślimakowej. Obliczenia wytrzymałościowe oraz cieplne przekładni ślimakowej.

4

Przekładnie pasowe. Rodzaje przekładni pasowych oraz ich zalety i wady. Przekładnia pasowa z paskami klinowymi: zasady projektowania przekładni, wyznaczanie liczby pasków. Przekładnia pasowa z pasem zębatym. Geometria pasa zębatego, kół pasowych oraz przekładni. Liczba zębów zazębionych z pasem. Obliczenia wytrzymałościowe przekładni i zasady projektowania.

3

Sprzęgła. Układ napędowy i jego model dynamiczny. Redukcja mas i momentów strony czynnej i biernej układu napędowego. Równania ruchu strony czynnej i biernej w przypadku sprzęgła sztywnego. Moment obrotowy obciążający sprzęgło. Współczynnik przeciążenia. Dobór wielkości sprzęgła w oparciu o moment obliczeniowy.

4

456



Ćwiczenia projektowe dotyczą wykonania obliczeń konstrukcyjnych oraz dokumentacji projektowej w postaci modeli części 3D i ich złożenia w przypadku układu napędowego złożonego z silnika elektrycznego, sprzęgła oraz przekładni kątowej z kołami stożkowymi o zębach prostych lub przekładni ślimakowej.

30


a) Dietrich M., red. Podstawy Konstrukcji Maszyn, WNT, Warszawa, 1999 b) Mazanek E., Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn, tom 1,2, WNT, Warszawa, 2005 c) Dziama A., Michniewicz M., Niedźwiedzki A., Przekładnie zębate, PWN, Warszawa, 1989 d) Knosala R. i inni, Podstawy konstrukcji Maszyn, przykłady obliczeń, WNT, Warszawa, 2000 e) Osiński Z., Sprzęgła i hamulce, PWN, Warszawa, 1985


a) Czarnigowski J. i inni, Podstawy Konstrukcji Maszyn, cz. 1, zbiór zadań, Instytut Zastosowań Techniki, Sp z o.o., Lublin, 2005

b) Banaszek J. Jonak J., Podstawy Konstrukcji Maszyn. Wprowadzenie do projektowania przekładni zębatych i doboru sprzęgieł mechanicznych, Wydawnictwa Politechniki Lubelskiej, 2008

c) Maziarz M., Kuliński S., Obliczenia wytrzymałościowe przekładni zębatych według norm ISO, AGH Kraków, 1999

Osoba prowadząca: dr inż. Leszek Kuśmierz

457

Podstawy optymalizacji konstrukcji


6 W 15E 2

6 P 30 2

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi: Podstawy konstrukcji maszyn, Teoria konstrukcji, Podstawy teorii maszyn i mechanizmów, Mechanika techniczna, Matematyka i metody numeryczne, Komputerowe wspomaganie prac inżynierskich. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie się z podejściem optymalizacyjnym w projektowaniu inżynierskim i konstruowaniu maszyn, zdobycie umiejętności formułowania i rozwiązywania zadań optymalnego konstruowania. 3. Metody dydaktyczne: Wykład – wykład konwencjonalny z wspomaganiem audio-wizualnym (podstawy teoretyczno-metodologiczne). Projektowanie – rozwiązywanie przykładowych zadań optymalnego projektowania w formie zajęć seminaryjno-projektowych, prezentacja wyników. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Aktywny udział w zajęciach projektowych, poprawne wykonanie, prezentacja i obrona wybranych zadań projektowych. Pozytywna ocena z egzaminu pisemnego. 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami: Podstawy teorii konstrukcji maszyn. Algorytmy projektowania. 6. Program: A. Treść wykładów


Wprowadzenie. Ogólna metodologia konstruowania maszyn. Podejście optymalizacyjne w konstruowaniu.

1

Zagadnienia i przykłady modelowania matematycznego konstrukcji maszyn. 2

Kryteria konstruowania optymalnego. 1

Model konstrukcji w optymalizacji jednokryterialnej i jego elementy. 2

Formułowanie zadań konstruowania optymalnego. 2

Rozwiązywanie zadań optymalizacji jednokryterialnej konstrukcji. Metody matematyczne poszukiwania rozwiązań optymalnych.

2

Interpretacja wyników i ich wykorzystanie w konstruowaniu. 1

Optymalizacja wielokryterialna, model optymalizacyjny konstrukcji. Formułowanie zadań polioptymalizacji.

2

Rozwiązywanie zadań polioptymalizacji, interpretacja wyników, rola ekspertów i podejścia niesformalizowanego.

2



Realizacja tematów z zakresu modelowania matematycznego konstrukcji. 4

Formułowanie zadań optymalizacji prostych konstrukcji elementów maszyn i mechanizmów.

4

Ćwiczenia rachunkowe i badanie symulacyjne optymalizacyjnych modeli konstrukcji. 4

Rozwiązywanie prostych zadań optymalizacji w konstruowaniu. 10

Formułowanie zadań optymalizacji wielokryterialnej w konstruowaniu, analiza kryteriów, dobór postaci funkcji celu i współczynników wagi.

4

Prezentacja i interpretacja konstrukcyjna rozwiązań modeli optymalizacyjnych. 4

458

7. Wykaz literatury podstawowej a) M. Ostwald: Podstawy optymalizacji konstrukcji. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2005. b) Z. Osiński, J. Wróbel: Teoria konstrukcji maszyn. PWN, Warszawa 1999. c) A. Stachurski, A. Wierzbicki: Podstawy optymalizacji. Oficyna wydawnicza Politechniki

Warszawskiej, 2001. d) W. Findeisen, J. Szymanowski, A. Wierzbicki, Teoria i metody obliczeniowe optymalizacji. PWN,

Warszawa 1980. BNI – Biblioteka Naukowa Inżyniera. 8. Wykaz literatury uzupełniającej

a) J. Kowalski: Modelowanie obiektów konstrukcyjnych w projektowaniu optymalnym. Wydaw -nictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1983.

b) A. Stachurski: Wprowadzenie do optymalizacji. Oficyna Wydawnicza PW, 2009. Osoba prowadząca: dr inż. Konrad Pylak

459


Komputerowe systemy wspomagania wytwarzania CAM


7 W 1 1

7 L 3 3

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi

Komputerowe wspomaganie projektowania (tworzenie geometrii wyrobu, modelowanie bryłowe, wymiarowanie, import-eksport modeli). Technologia maszyn. Obróbka skrawaniem

2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student:

Celem przedmiotu jest przygotowanie przyszłych inżynierów do zawodu technolog - programista obrabiarek sterowanych numerycznie.

3. Metody dydaktyczne

Wykłady wzbogacone prezentacjami multimedialnymi. Zajęcia laboratoryjne z wykorzystaniem komputerów oraz specjalistycznego oprogramowania, tablicy interaktywnej oraz projektora multimedialnego.

4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Wykład: Egzamin pisemny na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: egzamin pisemny (5 pytań z zakresu: budowy programu sterującego pracą obrabiarki CNC, znajomości cykli obróbkowych, metod programowania maszyn CNC, znajomości programów wspomagających projektowanie technologii obróbki CAM, budowy maszyn CNC, układów sterowań). Łączna liczba punktów do zdobycia 20 pkt. (4pkt. za każde pytanie). Ocena końcowa zależeć będzie od sumy uzyskanych punktów i wynosi:

zakres ocena zakres ocena

0-9 pkt. ndst. 15-16 db

10-12 dst 16-18 db+

13-14 dst+ 19-20 bdb

Laboratorium: zaliczenie na podstawie pozytywnej oceny z projektu procesu technologicznego na obrabiarkę CNC wspomaganego komputerowo. Warunek dodatkowy: obecności na wszystkich zajęciach laboratoryjnych lub ich odrobienie. 5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie komputerowego wspomagania wytwarzania CAM, budowy programu CNC, sposobów programowania, budowy obrabiarki CNC.

6. Treści programowe A. Treść wykładów


Komputerowe środowiska programowe CAM. Rys historyczny sterowań numerycznych. Pojęcia podstawowe (sterowanie numeryczne NC, CNC, DNC, obrabiarka sterowana numerycznie i jej cechy charakterystyczne, wymagania stawiane obrabiarkom CNC, układ sterowania numerycznego (USN)).

2

Budowa i przetwarzanie informacji w USN, wymagania stawiane USN, rodzaje USN – sterowanie punktowe, odcinkowe, kształtowe, rodzaje USN (Sinumeric, Fanuc, Heidenhain, Mazatrol, Pronum, NUMS, i inne.)

2

Układy pomiarowo kontrolne obrabiarek CNC (przemieszczenia, położenia, pomiaru narzędzia i przedmiotu obrabianego – selsyny, rewolwery, przetworniki obrotowo impulsowe, sondy pomiarowe narzędziowe i przedmiotowe), osie sterowane numerycznie obrabiarek CNC – oznaczenie i ich identyfikacja, punkty charakterystyczne (zerowe, referencyjne).

2

460

Struktura programu sterującego pracą obrabiarki CNC (bloki informacji, słowo, adres słowa, liczba kodowa itd), Instrukcje wchodzące w skład bloku informacji (porządkowe N, przygotowawcze G, geometryczne X, Y, Z, A, B, C, I, J, K, technologiczne, F, S, T, pomocnicze M), funkcje modalne i niemodalne, rodzaje programowania obrabiarek – kryteria podziału oraz metody, systemy komputerowego wspomagania programowania CAM, programowanie w układzie współrzędnych kartezjańskich i biegunowych, programowanie w układzie absolutnym i inkrementalnym.

2

Charakterystyka procesu obróbki na tokarce CNC (przygotowanie obrabiarki, zasady uzbrajanie głowicy narzędziowej, wrzeciono przechwytujące, konik), mocowanie narzędzi i przedmiotów obrabianych na tokarkach CNC, kolizje, kontur programowany a kontur uzyskany po obróbce (charakterystyka punktu sterowanego podczas toczenia), obróbka gwintów, rowków i podcięć.

2

Struktura programu sterującego pracą frezarki CNC, omówienie działania instrukcji wchodzących w skład bloku informacji a w szczególności: znaczenie poszczególnych instrukcji przygotowawczych G i pomocniczych M, parametrów interpolacji kołowej IJK, definiowanie wartości parametrów interpolacji kołowej IJK (przykłady), przykłady instrukcji modalnych i niemodalnych oraz realizowanych przed i po funkcji przejść, korekcja narzędzi do obróbki na prawo lub lewo od konturu: cel i zasady jej stosowania (G41,G42, G40), kwadranty.

2

Metody i zasady programowania obrabiarki, zasady programowania w układzie absolutnym i inkrementalnym (G90,G91), ustalanie punktu zerowego w układzie absolutnym i inkrementalnym (G54, G59), definiowanie stałej prędkości skrawania: cel i semantyka zapisu instrukcji G96, G92, S, punkt wymiany narzędzia -dlaczego jest taki ważny?. Cykle obróbkowe, sposób definiowania cyklu i jego realizacja na maszynie, instrukcje wywołania cyklu.

3



Wprowadzenie do modułu CAM wytwarzania 3-osiowego. Budowa sekwencyjna programu obróbki opracowanego w NX. Wprowadzenie do interfejsu użytkownika modułu Manufacturing w NX. Narzędzia dostępne w module Manufacturing w NX. Parametryzacja narzędzi w NX. Parametryzacja magazynu narzędziowego w NX. Zasady przypisywania numeru narzędzia w magazynie narzędziowym.

4

Frezowanie metodą Cavity Mill. Zasady generowania ścieżek w operacji Cavity Mill. Dostęp i ustawienia Operation NAVIGATORA. Rodzaje widoków i sposobów wyświetlania w Operation NAVIGATORZE. Wybór geometrii poddanej obróbce i półfabrykatu. Opcje i sposoby definiowania dróg wejścia i wyjścia narzędzia. Automatyczne definiowanie dróg wejścia i wyjścia narzędzia.

6

Zawansowane opcje funkcji Cavity Milling. Definiowanie poziomów obróbki. Koordynaty w module Manufacturing w NX. Dodawanie elementów dodatkowych układów współrzędnych. Wizualizacja generowanych operacji w NX (ISV). Sposoby wizualizacji ścieżek narzędzi. Sposoby wyświetlania dynamicznej trójwymiarowej ścieżki narzędzia. Ustawienia wizualizacji generowanych ścieżek.

6

Frezowanie metodą Planar Milling. Zastosowanie operacji Planar Milling. Wprowadzenie od frezowania metodą Profiling. Zasady i sposoby definiowania obszarów wyłączonych z frezowania. Frezowanie metodą Face Milling. Rodzaje geometrii użytych w operacji Face Milling. Metody generowania dróg cięcia w Face Milling. Definiowanie geometrii otaczających oraz geometrii bezpiecznych w Face Milling. Frezowanie wielu muliti powierzchni w Face Milling w jednej operacji. Kontrolowanie drób wejścia i wyjścia narzędzia w materiał w operacji Face Milling. Definiowanie i różnice w sposobach definiowania kroków zagłębiania narzędzia w materiał. Dodatkowe techniki generowania drób obróbki w operacji Face Milling.

6

Operacja typu Drilling. Definiowanie geometrii do operacji wiercenia. Cykle wiercenia w NX. Charakterystyka typów cykli wiercenia. Ustawienia parametrów cykli wiercenia. Ustawienia powierzchni bezpiecznej w operacji wiercenia w NX.

6

Rodzaje narzędzi używanych w operacji Dribling. Kreowanie narzędzi do wiercenia. Wiercenie otworów głębokich. Głębokość wiercenia - definiowanie i sposoby zagłębiania. Optymalizowanie operacji wiertarskich. Porównanie sposobów generowanych ścieżek w operacjach wiercenia.

6

461

Frezowanie tekstu – grawerowanie. Narzędzia Path Information Output. Tworzenie dokumentacji procesu obróbki i technologii wytwarzania elementu w NX. Rodzaje bibliotek w module Manufacturing w NX.

6

Wprowadzenie do bibliotek CAM. Biblioteki narzędzi. Biblioteki obrabiarek. Biblioteki materiałów obrabianych. Biblioteki materiałów skrawających. Biblioteki metod obróbki i zalecanych warunków obróbki.

5


a) Kaźmierczak M., Kolka A., Kosmol J. (red.), Słupik H.: Programowanie obrabiarek sterowanych numerycznie. Wyd. Politechniki Śląskiej Gliwice, 2007r.

b) Grzesik W., Niesłony P., Bartoszczuk M.: Programowanie Obrabiarek NC/CNC. WNT, Warszawa, 2006r.

c) Honczarenko Jerzy, Elastyczna automatyzacja wytwarzania. Obrabiarki i systemy obróbkowe, WNT 2000.

d) Kosmol J. - Automatyzacja obrabiarek i obróbki skrawaniem. Wyd. WNT Warszawa 1999. e) Podstawy obróbki CNC , MTS, Wyd. Rea, 2004 r. f) Programowanie obrabiarek CNC – Toczenie, MTS, Wyd. Rea, 2004r. g) Programowanie obrabiarek CNC – Frezowanie, MTS, Wyd. Rea, 2004r.


a) Instrukcja obsługi systemu NX b) Instrukcja obsługi systemu MTS c) Stach B.: Podstawy programowania obrabiarek sterowanych numerycznie, Wydawnictwa

Szkolne i Pedagogiczne – WSiP. d) Lipski J. - Automatyzacja maszyn technologicznych- Wyd. PL Lublin 1987.

Osoba prowadząca: dr inż. Jerzy Józwik,

mgr inż. Maciej Włodarczyk

463

Komputerowe systemy wspomagania projektowania


7 L 45 3

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Komputerowa grafika inżynierska, teoria projektowania maszyn. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Zapoznanie się z teoretycznymi i praktycznymi podstawami procesu projektowania wspom aganego komputerowo. Nabycie umiejętności w posługiwaniu się zintegrowanym oprogramowaniem CAD/CAM/CAE: NX oraz CATIA V5. 3. Metody dydaktyczne Laboratorium: praktyczne zajęcia projektowe z zastosowaniem oprogramowania CAD/CAM/CAE. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Laboratorium: Sposób zaliczenia: Zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: wymagana obecność na wszystkich zajęciach, zaliczenie ćwiczeń praktycznych wskazanych przez prowadzącego zajęcia, realizowanych podczas zajęć laboratoryjnych. 5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Kształcenie w zakresie konstrukcji i eksploatacji maszyn oraz grafiki inżynierskiej: komputerowe wspomaganie projektowania maszyn (CAD – Computer Aided Design). 6. Program A. Treść ćwiczeń laboratoryjnych


Wprowadzenie do systemu Catia v.5- podstawowe informacje początkowe. Grupy narzędziowe programu Catia. Główne elementy obszaru roboczego (róża płaszczyzn, drzewo struktury modelu, kompas). Sposoby manipulowania modelem w przestrzeni oraz inne operacje wykonywane za pomocą myszki. Przydatne skróty klawiszowe. Transformacje układu roboczego z wykorzystaniem paska narzędziowego View.

4

Moduł Sketcher – szkicownik do tworzenia i edycji profili. Grupy funkcji do tworzenia profile. Więzy geometryczne i wymiarowe. Narzędzie SmartPick– pomoc w tworzeniu profili oraz nadawaniu więzów. Ręczne nadawanie, kasowanie i edycja więzów. Grupa Sketch Tools.

6

Modelowanie bryłowe- moduł Part Design. Operacje podstawowe modułu Part Design. Tworzenie brył poprzez wyciągnięcie profilu. Tworzenie brył poprzez obrót profilu. Tworzenie brył poprzez wyciąganie profilu po ścieżce. Modelowanie otworów oraz żeber.

6

Operacje dodatkowe modułu Part Design. Modelowanie zaokrągleń oraz fazowań. Modelowanie pochyleń. Tworzenie elementów cienkościennych z bryły. Modelowanie gwintów. Operacje ułatwiające modelowanie. Modelowanie poprzez przesunięcie, obrót, symetrię wcześniej zamodelowanych cech. Modelowanie obiektów o cechach powtarzających się w określonym szyku oraz powstających z wykorzystaniem skalowania.

6

Modelowanie powierzchniowe- moduł Generative Shape Design. Operacje podstawowe. Tworzenie powierzchni walcowych i sferycznych. Modelowanie powierzchniowe poprzez wyciągnięcie równoległe profilu lub wzdłuż zadanej ścieżki albo poprzez obrót profilu względem osi. Modelowanie powierzchniowe poprzez rozpinanie powierzchni na profilach.

12

Operacje uzupełniające. Tworzenie powierzchni odsuniętej. Tworzenie wypełnień między powierzchniami. Tworzenie powierzchni wpasowanej. Operacje pomocnicze: łączenie krzywych i powierzchni, likwidacja nieciągłości, naprawa i wygładzanie powierzchni. Rozdzielanie i przycinanie powierzchni, pozyskiwanie kształtu z elementu oraz ze szkicu. Tworzenie zaokrągleń. Przemieszczenia, obrót, symetria, modyfikacja przez skalowanie.

11

464


a) Instrukcje do ćwiczeń (materiały wewnętrzne Katedry PKM) b) Wyleżoł M.: Catia. Modelowanie bryłowe. Przykłady i ćwiczenia Wydawnictwo Helion 2002. c) Wyleżoł M.: Modelowanie powierzchniowe i hybrydowe w systemie Catia v.5 Wydawnictwo Helion

2003. d) Skarka W., Mazurek A.: Catia. Podstawy modelowania i zapisu konstrukcji. Wydawnictwo Helion

2005.

8. Wykaz literatury uzupełniającej a) Winkler T.: „Komputerowy zapis konstrukcji”, WNT, Warszawa 1989. b) Tarnowski W.: „Podstawy projektowania technicznego”, WNT , Warszawa 1997.

Osoba prowadząca: dr inż. Hubert Dębski, dr inż. Mirosław Ferdynus

465

Podstawy projektowania systemów mechatronicznych


7 W 15 1

7 P 45 3

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi. Podstawy Konstrukcji Maszyn; umiejętność przeprowadzenia obliczeń konstrukcyjnych i wykonania dokumentacji technicznej elementów maszyn i złożeń podstawowych zespołów maszyn takich jak: węzły łożyskowe, sprzęgła, przekładnie. Teoria Maszyn i Mechanizmów: umiejętność tworzenia schematów strukturalnych i kinematycznych mechanizmów oraz przeprowadzenia analizy strukturalnej, kinematycznej i dynamicznej mechanizmu. Umiejętność obsługi programu Solid Edge lub Au toCad w stopniu co najmniej podstawowym. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Pogłębienie wiedzy i rozwijanie umiejętności w zakresie nowoczesnych metod projektowania maszyn, praktyczne wykonanie projektu prostego systemu mechatronicznego. Poznanie podstawowych prawideł projektowania systemów mechatronicznych. 3. Metody dydaktyczne Wykład: wykład informacyjny z użyciem prezentacji multimedialnych. Projektowanie: metoda aktywizująca związana z praktycznym działaniem studentów w celu rozwiązania postawionych problemów projektowych. Zajęcia przy stanowiskach do komputerowego wspomagania prac projektowych. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Wykład: Sposób zaliczenia: Zaliczenie wykładu odbywa się na podstawie pisemnego sprawdzianu obejmującego zakres wykładanej tematyki. Projektowanie: Sposób zaliczenia: Warunkiem zaliczenia ćwiczeń projektowych jest samodzielne wykonanie, w czasie zajęć na pracowni, dokumentacji technicznej i obrona zadanego projektu systemu mechatronicznego. Projekty o większej pracochłonności mogą być wykonywane przez grupę kilku studentów, ale nie mogą być wykonywane poza pracownią. Studenci otrzymują propozycję tematów projektowych, ale mogą też zgłaszać własne tematy. 5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami: - brak standardów dla tego przedmiotu. 6. Program A. Treść wykładów


Podstawowe pojęcia mechatroniki, modele w projektowaniu systemów, opis procesowy systemów mechatronicznych.

2

Analiza i synteza strukturalna i kinematyczna wieloczłonowych systemów mechanicznych.

2

Sensory i tory pomiarowe: wymagania, scalanie funkcji, charakterystyki statyczne układów pomiarowych, zasady pomiaru wielkości kinematycznych i dynamicznych.

2

Pomiar drogi i kąta: metody potencjometryczne, indukcyjne, pojemnościowe, ultradźwiękowe, magnetostrykcyjne, inkrementalne.

2

Pomiar prędkości: systemy pomiaru przyspieszenia. Pomiar siły i momentu pary sił. 2

Tory pomiarowe: pomiary wielkości analogowych i dyskretnych. 2

Przetwarzanie danych procesowych: algorytmy przetwarzania w czasie rzeczywistym, analiza sygnałów.

3

466



Opracowanie projektu systemu mechatronicznego.

Przykładowe tematy:

1)-Mechatroniczne stanowisko do badań trwałościowych wybranych przekładni zębatych. (walcowych, stożkowych, obiegowych, slimakowych)

2)-Mechatroniczne stanowisko do badania przekładni pasowej.

3)-Mechatroniczne stanowisko do badania sprzęgła lub grupy sprzęgieł.

4)-Mechatroniczne stanowisko do badania sprawności połączeń gwintowych.

5)-Mechatroniczne stanowisko do wyznaczania charakterystyk elementów podatnych.

6)-Projekt robota kroczącego.

7)-Projekt maszyny dozującej substancje płynne.

8)-Projekt maszyny dozującej substancje sypkie.

9)-Projekt maszyny pakującej.

10)Projekt wybranego podzespołu maszyny ogrodniczej lub rolniczej. Zastąpienie zespołu tradycyjnego systemem mechatronicznym.

45


a) B. Heiman: Mechatronika. Komponenty, metody, przykłady. PWN Warszawa 2001. b) P. Zieliński: Cyfrowe przetwarzanie sygnałow. WKŁ Warszawa 2007.


a) J. Giergiel: Modelowanie i sterowanie mobilnych robotów przemysłowych. PWN Warszawa 2002. b) J.Jonak, J.Kisiel, K.Pylak: Wykorzystanie rozwiązań pneumotronicznych w projektowaniu

stanowisk do badań charakterystyk sprzęgieł i wałów. XXII Sympozjon Podstaw Konstrukcji Maszyn, tom3 s121-128. Gdynia-Jurata 2005.

c) J.Jonak, J.Kisiel, K.Pylak, : Rozwój zastosowań pneumotroniki, Maszinostrojenije i technosfiera XXI wieka, Sbornik trudow XII Mieżduarodnoj nauczno-techniczeskoj konfierencji, 12-17 września 2005 Sewastopol, Donieck 2005 t.5 , str. 101-105.

d) J.Jonak, J.Kisiel, K.Pylak: Pneumotroniczne stanowisko badawcze do pomiarów wielkości

mechanicznych, Teoria Maszyn i Mechanizmów t.2, Zielona Góra 2006, str. 59-64 e) J.Jonak, J.Kisiel, K.Pylak: Pneumotronika w projektowaniu urządzeń do badań i kontroli zespołów

maszynowych, Przegląd Mechaniczny nr 12/2006 VII Konferencja Naukowa i V Sympozjum Doktoranckie „Technologiczne systemy informacyjne w inżynierii produkcji i współczesne technologie w budowie maszyn”, Kazimierz Dolny 2006 r., str. 79-82

f) J. Kisiel, Zb. Pater: Metoda opomiarowania podstawowych parametrów procesu walcowania poprzeczno-klinowego. Obróbka Plastyczna Metali Nr 5, 1998, s 29-36.

g) J. Kisiel, K. Wituszyński: Komputerowe tory pomiarowe w badaniach systemów mechanicznych. III SZKOŁA komputerowego wspomagania projektowania, wytwarzania i eksploatacji. Wojskowa Akademia Techniczna – Szczyrk 10-14 maja 1999r. materiały konferencyjne s. 613-621.

h) J. Kacprzyk: Wieloetapowe sterowanie rozmyte. WNT Warszawa 2001 i) A. Morecki, J. Knapczyk: Podstawy robotyki. Teoria i elementy manipulatorów i robotów. WNT

Warszawa 1999. j) T. Zielińska: Maszyny kroczące. PWN Warszawa 2003.

Osoba prowadząca: dr inż. Janusz Kisiel

467

Seminarium dyplomowe


7 S 30 4

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Wytrzymałość materiałów: (typowe rodzaje obciążeń, metody analizy stanów naprężeń i odkształceń; hipotezy wytężeniowe; wytrzymałość zmęczeniowa) Nauka o materiałach: (własności wytrzymałościowe typowych materiałów konstrukcyjnych) Podstawy konstrukcji maszyn: (Metody obliczeń wytrzymałościowych typowych części maszyn). Komputerowe systemy wspomaganie projektowania: (Znajomość procesu projektowania wspomaganego komputerowo, systemy MES, obsługa oprogramowania CAD.CAE/CAM). Teoria projektowania maszyn: (podstawowe zasady konstruowania maszyn). Praca przejściowa: Zaliczenie przedmiotu. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student Zapoznanie z zasadami pisania pracy dyplomowej, technikami tworzenia prezentacji pracy. Umiejętność pisania pracy naukowej i referowania jej na egzaminie dyplomowym. Dodatkowym celem jest nabranie wprawy w publicznym występowaniu i bronieniu swoich osiągnięć i racji. 3. Metody dydaktyczne Prezentacje z wykorzystaniem środków multimedialnych. Prezentacje fragmentów prac przez dyplomantów z dyskusją (problemowa dyskusja dydaktyczna, autoprezentacja). 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia Sposób zaliczenia: zaliczenie na ocenę. Forma uzyskania zaliczenia: prezentacja koncepcji pracy i sposobu rozwiązania podjętej problematyki. Ocena końcowa uzależniona od poprawności oraz formy przedstawionego rozwiązania. 5. Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Zajęcia seminaryjne są związane ściśle z tematyką prac dyplomowych. W pierwszym referacie-prezentacji student opisuje założenia pracy dyplomowej oraz wyniki realizacji projektu przejściowego. W wygłaszanych referatach dyplomanci przedstawiają zarówno swoje projekty i aktualne osiągnięcia jak i przedstawiają aktualne problemy związane z realizacją pracy; proponują ich rozwiązanie i uzasadniają swoje racje. Po prezentacji - odpowiadają na pytania prowadzącego i innych dyplomantów. Dzięki pobudzeniu aktywności studentów daje się im możliwość dokładnego i bardzo szerokiego poznania rozwiązywanych problemów oraz zmusza do poszukiwania efektywniejszych form podejścia do rozwiązywania problemów związanych z realizacją pracy dyplomowej oraz do szukania coraz ciekawszych formy przedstawienia wyników własnej pracy. Prowadzący ocenia prelegenta jak również pozostałych dyskutantów, szczególnie od strony merytorycznej, jak i strony formalnej, tj. zwięzłości i przejrzystości wypowiedzi, przygotowania do dyskusji czy poprawności językowej. W czasie zajęć studenci zapoznają się z listą możliwych pytań egzaminacyjnych. 6. Program A. Treść seminarium


Wprowadzenie w problematykę seminarium 2

Podstawowe informacje na temat kompozycji pracy dyplomowej inżynierskiej, zasady formatowania, układ rozdziałów, cytowania źródeł literaturowych, ochrona własności intelektualnej, sposób prezentacji pracy, narzędzia edytorskie. Wymagane dokumenty do złożenia pracy.

4

Metody tworzenia prezentacji multimedialnych, kompozycja, układ slajdów 2

Przykładowe technik tworzenia pracy i prezentacji oraz przygotowania referatu. 2

Przegląd tematyki prac inżynierskich, uwagi do indywidualnych projektów 2

Prezentacje prac studentów, dyskusja i ocena 18

468

7. Wykaz literatury podstawowej a) Majchrzak J., Mendel T., red., Organizacja procesu pisania prac promocyjnych wraz

z zasadami ich opracowania, Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań 1991. b) E. Opoka: Uwagi o pisaniu i redagowaniu prac dyplomowych na studiach technicznych.

Politechnika Śląska, Gliwice, 2001r. c) K. Wójcik: Piszę pracę magisterską: poradnik autorów akademickich prac promocyjnych,

licencjackich, magisterskich, doktorskich. Warszawa, Szkoła Główna Handlowa, 2000. 8. Wykaz literatury uzupełniającej

a) Hindle T., Sztuka prezentacji. Wydawnictwo Wiedza i Życie, Warszawa 2000. b) Negrino T., PowerPoint. Tworzenie prezentacji. Projekty, Wydawnictwo HELION, c) Gliwice 2005. d) Literatura fachowa z dziedziny, do której należy tematyka pracy.

Osoba prowadząca: prof. dr hab. inż. Józef Jonak

469

Wykład monograficzny


7 W 15 1

1. Przedmioty wprowadzające wraz z wymaganiami wstępnymi Grafika inżynierska – sposób zapisu stanu powierzchni. Techniki wytwarzania – kształtowanie warstwy wierzchniej. Podstawy projektowania maszyn – budowa i obliczenia łożysk ślizgowych, tocznych, sprzęgieł, przekładni zębatych. Podstawy eksploatacji maszyn – podstawowe rodzaje tarcia i zużycia. 2. Cele kształcenia – kompetencje jakie powinien osiągnąć student: Pogłębienie wiedzy związanej z procesami tarcia i zużywania się zachodzącymi w zespołach maszynowych. Zdobycie umiejętności doboru właściwości współczesnych środków smarnych na etapie projektowania obiektów technicznych. Rola badań tribologicznych w projektowaniu zorientowanym na eksploatację maszyn i urządzeń. 3. Metody dydaktyczne Wykład, z użyciem prezentacji multimedialnych, w formie konwersatorium. 4. Kryteria, elementy i forma oceny przedmiotu – efektów kształcenia: Zaliczenie na ocenę wykładu monograficznego odbywa po przygotowaniu przez studenta prezentacji na zadany temat i dokonaniu przez prowadzącego jej subiektywnej kwalifikacji.

5.Treści kształcenia zgodne z obowiązującymi standardami Elementy maszynoznawstwa. Podstawy teorii konstrukcji maszyn. Elementy trybologii. Elementy inżynierii powierzchni. Ocena struktury geometrycznej powierzchni. Warunki pracy i mechanizmy zużycia i dekohezji materiałów inżynierskich. Reguły eksploatacji z uwzględnieniem prewencji i diagnostyki. 6. Program A. Treść wykładów


Omówienie warunków zaliczenia wykładów. Wprowadzenie do tribologii. Rys historyczny. Podstawowe pojęcia. Rola procesów tribologicznych w budowie, wytwarzaniu i eksploatacji maszyn.

1

Warstwa wierzchnia – budowa, właściwości fizyczne, cechy geometryczne a procesy tribologiczne.

1

Rodzaje tarcia występujące w elementach maszynowych. Tracie suche, toczne, ślizgowe, płynne, graniczne mieszane itd.

2

Rodzaje zużycia w częściach maszyn. Miary zużycia. Wpływ tarcia na proces zużywania. 2

Teoria smarowania hydrodynamicznego oraz łożyska hydrodynamiczne. Teoria smarowania hydrostatycznego oraz łożyska hydrostatyczne. Teoria smarowania elastrohydrodynamicznego (EHD). Smarowanie przekładni zębatych oraz łożysk tocznych.

2

Rola i właściwości środków smarowych stosowanych w budowie maszyn – podstawowe pojęcia, wpływ temperatury oraz ciśnienia itd.

1

Klasyfikacja silnikowych oleju smarujących, smarów plastycznych i smarów do przekładni mechanicznych oraz innych środków smarowych stosowanych w eksploatacji maszyn i urządzeń.

2

Systemy smarowania stosowane w obiektach technicznych. 1

Badania tribologiczne. Pomiary lepkości, współczynnika tarcia, wartości oporów tarcia i zużycia.

1

Omówienie prezentacji przygotowanych przez studentów. 1

Podsumowanie i zaliczenie wykładów. Wpisy ocen. 1

470

7. Wykaz literatury podstawowej a) Blicharski M. Inżynieria powierzchni. WNT, Warszawa 2009. b) Podstawy Konstrukcji Maszyn pod red. M Dietricha. Tom 1, 2 i 3. WNT, Warszawa 1997 i

nowsze. c) Lawrowski Z.: Tribologia: tarcie, zużycie I smarowanie. PWN, Warszawa 1993 i nowsze. d) Lawrowski Z.: Technika smarowania. PWN, Warszawa 1987 i nowsze e) Skoć A., Spałek J., Markusik S.: Podstawy konstrukcji maszyn Tom 2. Zarys dynamiki i tribologii,

elementy podatne, wały i osie maszynowe, łożyska, sprzęgła i hamulce, WNT, Warszawa 2008.

8. Wykaz literatury uzupełniającej a) Czasopisma z serii: TRIBOLOGIA. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji PIB w

Radomiu. b) Szczerek M, Wiśniewski M.: Tribologia i tribotechnika. Wydawca Instytut Technologii

Eksploatacji PIB, Radom 2000. c) Nowicki B: Struktura geometryczna : chropowatość i falistość powierzchni. WNT, Warszawa

1991. d) Woropay M.: Podstawy racjonalnej eksploatacji maszyn. Biblioteka Problemów Eksploatacji,

Instytut Technologii Eksploatacji, Radom, 1996

Osoba prowadząca: dr hab. inż. Paweł Droździel, prof. PL

Elementy teorii niezawod ności

Documents

Transcript of Elementy teorii niezawod ności