Modelowanie procesów materiałowych
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 1102-00000-MSP-MOPMA |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Modelowanie procesów materiałowych |
Jednostka: | Instytut Technik Wytwarzania |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
4.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Jednostka decyzyjna: | Zakład Obróbki Plastycznej i Odlewnictwa |
Skrócony opis: |
Celem wykładu jest zapoznanie słuchaczy z algorytmami postępowania w przypadku modelowania procesów technologicznych oraz przybliżeń i uproszczeń stosowanych w modelowaniu numerycznym przy opisie zachowania materiału, zjawisk kontaktowych i cieplnych, modelowaniu dużych odkształceń i rozdzielenia materiału. Po wykładzie słuchacze powinni nabyć umiejętności definiowania uproszczeń i określania przybliżeń podczas budowania modeli procesów technologicznych. Ze względu na coraz większą powszechność stosowania oprogramowania do modelowania procesów i analizy konstrukcji, zakłada się, że bardzo istotnym elementem powinno być nabycie umiejętności oceny wyników i oraz znajomość źródeł błędów. Będzie to realizowane poprzez analizę wybranych przypadków (case studies) procesów technologicznych. Wykład uzupełniają ćwiczenia laboratoryjne, na których słuchacze będą mogli wykorzystać zdobytą wiedzę na wykładzie w pracy z wybranymi programami podczas realizacji określonych zadań. |
Pełny opis: |
Wykład obejmuje: - Metody analityczne i numeryczne. - Rodzaje modeli opisujące zjawiska rzeczywiste: myślowe, fizyczne, mechaniczne, matematyczne. - Wspomaganie komputerowe w modelowaniu zjawisk fizycznych. Klasyfikacja oprogramowania. Omówienie poszczególnych typów oprogramowania. - Metody numeryczne w zastosowaniach CAE. Analiza metodą elementów skończonych (MES). Metoda skończonej objętości. Inne metody przybliżone. Różnice i podobieństwa. Możliwość prowadzenia analiz łączonych. - Komercyjne programy użytkowe oparte na MES, MSO, CFD – przegląd. Pakiety ogólnego przeznaczenia i specjalistyczne. - Budowanie modeli numerycznych procesów materiałowych niezależnie od stosowanego programu. - Opis modelu procesu przy wykorzystaniu MES. Dyskretyzacja struktury. Jakość podziału i wpływ na dokładność obliczeń. Rodzaje i typy elementów. - Równania konstytutywne. Modele materiałów. - Warunki brzegowe i sposób opisu obciążenia. - Modelowanie zjawisk charakterystycznych dla wybranych procesów. Problemy w opisie bardzo dużych odkształceń plastycznych, tarcia, przepływu ciepła, zjawisk dynamicznych i drgań. - Ustawienia dotyczące parametrów związanych z algorytmem obliczeniowym - krok obliczeniowy, przyrost czasowy (inkrement), algorytm uzyskiwania zbieżności rozwiązania. - Krytyczna analiza wyników symulacji komputerowych. Źródła błędów. Metody weryfikacji wyników obliczeń. - Zalety i ograniczenia zastosowania komputerowego wspomagania w modelowaniu procesów materiałowych. - Przykłady numerycznych analiz wybranych procesów materiałowych - case studies. - Hybrydowe modelowanie procesów: fizyczne i numeryczne. Przykłady rzeczywistych projektów wspieranych modelowaniem fizycznym i numerycznym. W ramach zajęć laboratoryjnych prowadzone są: - modelowanie procesów wyciskania, spęczania i tłoczenia na zimno: model osiowo-symetryczny 2D, statyczny, izotermiczny; uwzględnienie dużych odkształceń (regeneracja dynamiczna siatki - remeshing) i pękania materiału; analiza wpływu wybranych czynników na przebieg siły procesu, - modelowanie procesu wytłaczania - kształtowanie tworzyw sztucznych, - modelowanie procesu krzepnięcia odlewu. |
Literatura: |
1. Adams V., How to manage Finite Element Analysis in the Design Process, NAFEMS Ltd, 2006 2. Cook R.D., Malkus. D.S., Plesha M.E., Witt R.J.: Concepts and Applications of Finite Element Analysis, Wiley, 4th Edition, 2002 3. Bąk R., Burczyński T.: Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia komputerowego, WNT, 2001 4. Adams V., Askenazi A.: ,,Bulding better products with finite element analysis”, ONWORD Press, USA 1999. 5. Nee A.Y.C., Ong S.K., Wang Y.G: Computer applications in near netshape operations, Springer, 1999 6. Saran M.J., Pifko A.B., Kikichi N., Tamma K.K.(ed): Numerical methods for simulation of industrial metal forming processes, The American Society of Mechanical Engineers, N.Y., 1999 7. Arczewski K., Goraj Z., Pietrucha J.: Elementy modelowania w mechanice, WPW, Warszawa 1983 8. Milenin A., Podstawy metody elementów skończonych. Zagadnienia termomechaniczne, Wydawnictwa AGH, Kraków 2010 9. Becker A. A., Understanding Non-Linear Finite Element Method Through Illustrative Benchmarks, NAFEMS – The International Association for the Engineering Analysis Community, 2001 10. Lin J, Fundamentals of Materials Modelling for metals Processing Technologies. Theories and Applications, Imperial College Press, UK, 2015 11. Rusiński E., Czmochowski J., Smolnicki T.: Zaawansowana metoda elementów skończonych w konstrukcjach nośnych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2000 12. Lohner. R: Applied CFD Techniques: An Introduction Based on Finite Element Methods, J.Wiley & Sons, N.Y, 2001 13. Prinja N.K., Puri A.K., An Introduction to the Use of Material Models in FE, NAFEMS Ltd, 2005 14. Adams V., A Designer’s Guide to Simulation with Finite Element Analysis, NAFEMS Ltd, 2008 |
Efekty uczenia się: |
- zna metody budowania modeli matematycznych służących do opisania układów mechanicznych i termodynamicznych, - ma wiedzę dotyczącą modelowanie procesów wytwarzania w skali mezo-, mikro- i nano-, - zna podstawy odkształceń metali i tworzyw sztucznych oraz modele reologiczne stosowane w modelowaniu materiałów, - zna podstawowe teorie tarcia oraz zakres i możliwości ich modelowania, - zna zaawansowane metody i techniki oraz narzędzia informatyczne do rozwiazywania zadań z zakresu modelowania procesów technologicznych, - ma wiedzę w zakresie makroskopowego opisu zachowania się ciał materialnych traktowanych jako ośrodki ciągłe oraz zna podstawowe modele ośrodków ciągłych, - zna podstawy programów typu CAE, ma wiedzę w zakresie stosowanych metod przybliżonych do modelowania procesów technologicznych, dobrze zna procedury modelowania, ma wiedzę dotyczącą weryfikacji wyników symulacji oraz podstaw krytycznej analizy wyników symulacji, zna środowisko wybranych komercyjnych programów służących do modelowania. |
Metody i kryteria oceniania: |
Zaliczenie przedmiotu następuje po podsumowaniu punktów otrzymanych za część wykładową i laboratoryjną. Egzamin przeprowadzany jest w czasie sesji, w terminach podanych przez dziekanat i składa się z dwóch części - pisemnej i ustnej. Pytania egzaminacyjne mają charakter pytań teoretycznych, za które student otrzymuje określoną ilość punktów (techniczny sposób przeprowadzenia egzaminu, ilość poleceń, sposób oceny i skala ocen podana zostaje na ostatnich zajęciach przed egzaminem). Po części pisemnej przewidziany jest egzamin ustny na podstawie napisanej przez studenta pracy. Pozytywne zaliczenie WYKŁADU następuje po uzyskaniu min. 50 punktów za egzamin i dwa testy w trakcie semestru. Student ma prawo do wglądu do pracy egzaminacyjnej i testów na zasadach podanych w Regulaminie Studiów PW. Przewidziany jest jeden termin zasadniczy egzaminu i dwa terminy poprawkowe (wg zasad podanych w Regulaminie Studiów PW). Ponadto student ma prawo poprawiać jednokrotnie JEDEN wybrany test z wykładu. Ocena otrzymana w poprzednim terminie jest anulowana bez względu na wynik zaliczenia. Oddane sprawozdanie z laboratorium nie podlega poprawie. Na całkowitą ilość punktów za laboratorium składają się składowe za wejściówki i sprawozdanie. Dwie nieusprawiedliwione nieobecności na laboratorium powodują skreślenie z listy (0pkt) i niezaliczenie całego przedmiotu. Zaliczenie jednej części (laboratorium lub wykładu) nie uprawnia do przepisania punktów w razie powtarzania przedmiotu w kolejny roku akademickim. Szczegółowy zestawienie punktów: WYKŁAD - całość 90 pkt (min zaliczające 50pkt): egzamin (sesja - 45pkt), test I (połowa semestru - 20 pkt), test II (koniec semestru - 25 pkt). LABORATORIUM - całość 40 pkt (min zaliczające 20pkt): Wejściówki - 20 pkt Sprawozdanie - 20 pkt OCENA KOŃCOWA zakres punktów - ocena końcowa 70–83 - 3,0 84–97 - 3,5 98–111 - 4,0 112–124 - 4,5 125–130 - 5 |
Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)
Okres: | 2019-02-18 - 2019-09-30 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR WYK
CZ PT LAB
LAB
LAB
LAB
|
Typ zajęć: |
Laboratorium, 15 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Robert Cacko | |
Prowadzący grup: | Robert Cacko, Andrzej Nastaj, Zbigniew Szymaniak | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: |
Przedmiot -
Egzamin
Wykład - Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.