Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Przekazanie podstawowej wiedzy i zdobycie umiejętności zastosowania technik komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE) w projektowaniu narzędzi i oprzyrządowania.

Ogólne informacje o zajęciach: Narzędzia i oprzyrządowanie technologiczne muszą spełniać coraz wyższe wymagania techniczno-ekonomiczne. Dlatego w ramach modułu będą podane podstawowe informacje dotyczące modelowania geometrycznego a także obliczeń wytrzymałościowych narzędzi i oprzyrządowania z użyciem systemów komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE). Zajęcia laboratoryjne modułu są skoncentrowane na tworzeniu odpowiednich modeli i ich obliczeń.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Bijak-Żochowski M., Jaworski A., Krzesiński G., Zagrajek T.	Mechanika materiałów i konstrukcji. T. I	Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa.	2006
2	Bijak-Żochowski M., Jaworski A., Krzesiński G., Zagrajek T.	Mechanika materiałów i konstrukcji. T. II	Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa.	2006
3	Chlebus E.	Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji	WNT, Warszawa.	2000
4	Cichosz P.	Narzędzia skrawające	WNT, Warszawa.	2006
5	Kunstetter St.	Narzędzia skrawające do metali: konstrukcja	PWN, Warszawa.	1973
6	Kunstetter St.	Podstawy konstrukcji narzędzi skrawających	WNT, Warszawa.	1980
7	Miecielica M., Kaszkiel G.	Komputerowe wspomaganie wytwarzania CAM	WNT, Warszawa.	1999
8	Oczoś K.E., Kawalec A.	Kształtowanie metali lekkich	PWN, Warszawa.	2012
9	Rakowski G., Kacprzyk Z.	Metoda elementów skończonych w mechanice konstrukcji	Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa.	2005

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student musi być zarejestrowany na semestr 3

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka (algebra liniowa, metody numeryczne). Wytrzymałość materiałów (podstawy wytrzymałości materiałów dot. m.in. prętów, belek, zagadnień 2D i 3D)

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność tworzenia i testowania algorytmów oraz programowania podstawowych algorytmów numerycznych omawianych w module "Matematyka (metody numeryczne)".

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Posiada podstawową wiedzę w zakresie modelowania w systemie komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE) wybranych typów narzędzi.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W06++ K_W07++	P7S_WG
02	Posiada podstawową wiedzę w zakresie modelowania w systemie CAE wybranych elementów konstrukcji obrabiarki.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W11++	P7S_WG
03	Posiada podstawową wiedzę w zakresie tworzenia i obliczeń modeli przestrzennych z użyciem metody elementów skończonych (MES).	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W07++	P7S_WG
04	Posiada podstawową wiedzę w zakresie modelowania właściwości materiałowych w modelach numerycznych MES.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W07++	P7S_WG
05	Posiada podstawową wiedzę w zakresie metod wyznaczania sztywności narzędzi.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W11++	P7S_WG
06	Potrafi wykonać uproszczony model narzędzia w systemie CAE, wykonać jego obliczenia, przeanalizować wyniki obliczeń oraz zmodyfikować model. Umiejętność modelowania i obliczania parametrów charakteryzujących wybrane narzędzia z użyciem CAE i MES przygotowuje studenta do prowadzenia badań naukowych, m.in. symulacji ich deformacji pod wpływem obciążenia.	laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_U06++ K_U08++ K_U16+++ K_K01+ K_K02++	P7S_KO P7S_UW
07	Potrafi wykonać uproszczony model wybranego elementu oprzyrządowania technologicznego w systemie CAE, wykonać jego obliczenia, przeanalizować wyniki obliczeń oraz zmodyfikować model. Umiejętność modelowania i obliczania parametrów charakteryzujących wybrane elementy oprzyrządowania technologicznego z użyciem CAE i MES przygotowuje studenta do prowadzenia badań naukowych, m.in. symulacji ich deformacji pod wpływem obciążenia.	laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_U06++ K_U08++ K_U16+++ K_K01+ K_K02++	P7S_KO P7S_UW

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Modelowanie narzędzi i oprzyrządowania - wprowadzenie.	W01	MEK01
3	TK02	Modele opisu kształtu frezów kulistych i toroidalnych.	W02	MEK01
3	TK03	Modelowanie właściwości mechanicznych wybranych elementów konstrukcji obrabiarki.	W03	MEK02
3	TK04	Koncepcja analizy wytrzymałości części wykorzystująca metodę elementów skończonych (MES). Izoparamatryczne elementy skończone i ich zastosowanie w modelowaniu przestrzennych konstrukcji mechanicznych. Metody definiowania warunków brzegowych. Metody definiowania obciążeń.	W04, W05	MEK03
3	TK05	Modelowanie właściwości materiałowych w systemach obliczeń wykorzystujących MES.	W06	MEK04
3	TK06	Modelowanie sztywności narzędzia z wykorzystaniem metody elementów skończonych (MES).	W07	MEK05
3	TK07	Modelowanie kształtu narzędzia skrawającego w systemie komputerowego wspomagania prac inżynierskich (computer aided engineering - CAE).	L01, L02	MEK06
3	TK08	Modelowanie narzędzia skrawającego wykorzystujące MES.	L03, L04	MEK06
3	TK09	Obliczenia wykonanych modeli, analiza wyników obliczeń oraz modyfikacja modeli początkowych w celu poprawy ich właściwości.	L05, L06	MEK06
3	TK10	Utworzenie programu do automatyzacji modyfikacji modelu narzędzia w celu wykonania optymalizacji modelu narzędzia.	L07	MEK06
3	TK11	Wykonanie obliczeń w trybie automatycznym i analiza wyników obliczeń.	L08	MEK07
3	TK12	Modelowanie kształtu wybranego elementu oprzyrządowania technologicznego w systemie CAE.	L09, L10	MEK07
3	TK13	Modelowanie wybranego elementu oprzyrządowania technologicznego wykorzystujące MES.	L11, L12	MEK07
3	TK14	Obliczenia wybranego elementu oprzyrządowania technologicznego, analiza wyników obliczeń oraz modyfikacja modeli początkowych w celu poprawy ich właściwości.	L13, L14	MEK07
3	TK15	Utworzenie programu do automatyzacji modyfikacji modelu wybranego elementu oprzyrządowania technologicznego w celu wykonania optymalizacji modelu narzędzia.	L15	MEK07

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 8.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)	Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 3)	Przygotowanie do egzaminu: 20.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Egzamin pisemny, weryfikujący osiągnięcie modułowych efektów kształcenia MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05 - zagadnienia problemowe i zadania obliczeniowe. Kryteria weryfikacji efektów MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05: ocenę dostateczną uzyskuje student, który na pisemnym egzaminie z części sprawdzającej wiedzę, uzyska 50-70% punktów, ocenę dobry 71-90% punktów, ocenę bardzo dobry powyżej 90% punktów.
Laboratorium	Zaliczenie wszystkich zadań laboratoryjnych, weryfikujące osiągnięcie modułowych efektów kształcenia MEK06, MEK07. Ocena zadania na podstawie obserwacji jego wykonania. Ocenę dostateczną otrzymuje student, który potrafi stworzyć poprawny model konstrukcji narzędzia lub elementu oprzyrządowania technologicznego. Ocenę dobry otrzymuje student, który potrafi, dodatkowo, wykonać obliczenia i zanalizować wyniki. Ocenę bardzo dobry otrzymuje student, który potrafi, dodatkowo, zweryfikować prawidłowość wykonania obliczeń oraz zmodyfikować model w celu uwzględnienia m.in. różnych funkcjonalności, wariantów kształtu, warunków brzegowych i obciążenia. W przypadku kilku zadań weryfikujących modułowe efekty kształcenia MEK05, MEK06 i MEK07 ocenę dostateczną uzyskuje student, który uzyska 50-70% punktów, ocenę dobry 71-90% punktów, ocenę bardzo dobry powyżej 90% punktów.
Ocena końcowa	Na ocenę końcową składa się 75% oceny MEK01, MEK02, MEK03, MEK04 i MEK05 oraz 25% oceny MEK06, MEK07. Przeliczenie oceny średniej ważonej na ocenę końcową zgodnie z następującymi kryteriami: Ocena średnia (Ocena końcowa) 4,600-5,00 bdb (5,0), 4,200-4,599 +db (4,5), 3,800-4,199 db (4,0), 3,400-3,799 +dst (3,5), 3,000-3,399 dst (3,0). Poniżej 3,000 ndst (2,0).

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	R. Albrecht; K. Gancarczyk; A. Gradzik; A. Kawalec; M. Kawalec; B. Kościelniak; M. Motyka; D. Szeliga; W. Ziaja	The Effect of Re Content on Microstructure and Creep Resistance of Single Crystal Castings Made of Nickel-Based Superalloys	2024
2	A. Bazan; G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Józwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek	Geometrical Accuracy of Threaded Elements Manufacture by 3D Printing Process	2023
3	A. Bazan; A. Kawalec; A. Olko; K. Żurawski; P. Żurek	Modeling of Surface Topography after Milling with a Lens-Shaped End-Mill, Considering Runout	2022
4	A. Kawalec; W. Ziaja	Dwell Fatigue Behavior of Two-Phase Ti-6Al-4V Alloy at Moderate Temperature	2022
5	G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Jóźwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek	Strength of threaded connections additively produced from polymeric materials	2022
6	A. Bazan; A. Kawalec; P. Kubik; A. Olko; T. Rydzak	Determination of Selected Texture Features on a Single-Layer Grinding Wheel Active Surface for Tracking Their Changes as a Result of Wear	2021
7	A. Bazan; A. Kawalec; P. Kubik; T. Rydzak	Variation of Grain Height Characteristics of Electroplated cBN Grinding-Wheel Active Surfaces Associated with Their Wear	2020
8	A. Kawalec	Numeryczne modelowanie geometrii kontaktu powierzchni o złożonym kształcie i procesu skrawania metali lekkich	2019