Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Modelowanie procesów materiałowych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1102-MB000-MZP-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 rozwiązywania 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. 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). Pozytywne zaliczenie WYKŁADU następuje po uzyskaniu min. 55% punktów za egzamin. Student ma prawo do wglądu do pracy egzaminacyjnej i testów na zasadach podanych w Regulaminie Studiów PW. 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.

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 10 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Cacko
Prowadzący grup: Robert Cacko, Andrzej Nastaj, Zbigniew Szymaniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2017/2018 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2018-02-19 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 10 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Cacko
Prowadzący grup: Robert Cacko, Andrzej Nastaj, Artur Soroczyński, Zbigniew Szymaniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2016/2017 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2017-02-20 - 2017-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 10 godzin więcej informacji
Wykład, 20 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Cacko
Prowadzący grup: Robert Cacko, Andrzej Nastaj, Artur Soroczyński, Zbigniew Szymaniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.