Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Poznanie podstawowych zasad oraz pozyskanie umiejętności tworzenia modeli numerycznych procesów technologicznych w oparciu o metodę elementów skończonych (MES). Pozyskanie praktycznej wiedzy z zakresu modelowania silnie nieliniowych i kontaktowych zagadnień technologicznych oraz przepływów płynów pseudoplastycznych.

Ogólne informacje o zajęciach: Przedmiot obowiązkowy dla studentów pierwszego semestru studiów drugiego stopnia o specjalności Komputerowo Wspomagane Wytwarzanie

Materiały dydaktyczne: Instrukcje do ćwiczeń i modele na: http://wieslawfracz.sd.prz.edu.pl/pl/67/art3494.html

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Shoemaker J. (Ed.)	Moldflow design guide, A Resorce for Plastics Engineers	Hanser.	2006
2	Sempruch J.	Wspomaganie komputerowe projektowania inżynierskiego	Wyd. UTP Bydgoszcz.	2014
3	Miecielica M.	Komputerowe wspomaganie projektowania procesów technologicznych	PWN.	2005
4	Wilczyński K., red.	Wybrane zagadnienia przetwórstwa tworzyw sztucznych : praca zbiorowa	OW pol. Warszawskiej.	2011

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1		Dokumentacja oprogramowania MSC. MARC/Mentat	.
2		Dokumentacja oprogramowania MoldFlow MPI	.
3	Frącz W.	Przetwórstwo tworzyw polimerowych -laboratorium	OW PRz.	2014
4	Wilczyński K.	Komputerowe wspomaganie projektowania w przetwórstwie tworzyw sztucznych : laboratorium : praca zbiorowa	OW Pol. Warszawskiej.	2014

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wiedza z zakresu wytrzymałości materiałów, przeróbki plastycznej i przetwórstwa tworzyw sztucznych; znajomość podstaw MES

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Umiejętność posługiwania się MES w obszarze modelowania zagadnień liniowych. Umiejętność pozyskiwania informacji z literatury, baz danych oraz ich wykorzystywania w rozwiązywaniu zadań inżynierskich.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Ogólna umiejętność posługiwania się programami CAD i CAE

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: umiejętność pracy w zespole

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 wiedzę na temat specyfiki i trudności związanych z modelowaniem MES zagadnień technologicznych. Potrafi zbudować model numeryczny prostego procesu technologicznego z zakresu przeróbki plastycznej i przetwórstwa tworzyw sztucznych, przeprowadzić obliczenia oraz zinterpretować uzyskane wyniki.	laboratorium	zaliczenie cz. praktyczna, obserwacja wykonawstwa	K_W07+	P7S_WG
02	Zna możliwości i potrafi posługiwać się programem do analizy zagadnień nieliniowych i kontaktowych MARC/Mentat. Potrafi przeprowadzać uproszczone (dwuwymiarowe) analizy prostych procesów technologicznych. Ma świadomość celu i konsekwencji uproszczeń i założeń przyjętych podczas modelowania. Rozróżnia typy modeli i analiz stosowanych podczas modelowania procesów technologicznych.	laboratorium	zaliczenie cz. praktyczna	K_W09+ K_U16+	P7S_UW P7S_WG
03	Zna możliwości i potrafi posługiwać się programem do analizy procesu formowania wtryskowego tworzyw polimerowych MoldFlow MPI. Potrafi przeprowadzić optymalizację parametrów przetwórstwa oraz geometrii układów zasilania i chłodzenia form wtryskowych na drodze symulacji CAE.	laboratorium	zaliczenie cz. praktyczna	K_W07+ K_W09+	P7S_WG
04	Posiada ogólną wiedzę na temat programów stosowanych w modelowaniu procesów przeróbki plastycznej metali i tworzyw oraz ich przydatności w analizowaniu zagadnień technologicznych, stosowanych metod modelowania numerycznego, konsekwencji ich niewłaściwego doboru, czynników wpływających na dokładność otrzymanych wyników oraz podstawową umiejętność interpretacji wyników oraz znaczenia przy ich oceni	wykład	kolokwium	K_W11+ K_U13+	P7S_UW P7S_WG
05	Posiada pogłębioną wiedzę i umiejętności pozwalające na praktyczne wykorzystanie wybranych systemów CAX do wspomagania badań leżących w zakresie nieliniowej mechaniki ciał odkształcalnych oraz przetwórstwa tworzyw polimerowych.	wykład,	zaliczenie cz. praktyczna	K_W07+ K_U16+	P7S_UW P7S_WG

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
2	TK01	Zapoznanie się z interfejsem i strukturą programu MSC. Marc/Mentat, poruszanie się po programie, zasady tworzenia modelu, jego dyskretyzacja, modele materiałowe, modele tarcia, warunki kontaktowe oraz warunki brzegowe, rodzaje analiz, typy elementów, uwagi na temat modelowania procesów plastycznego kształtowania. Modelowanie numeryczne procesu spęcznia w osiowosymetrycznym stanie naprężenia, przygotowanie modeli do obliczeń, prezentacja i analiza wyników. Modelowanie numeryczne procesu gięcia w płaskim stanie odkształcenia, przygotowanie modelu do obliczeń, prezentacja i analiza wyników. Modelowanie numeryczne procesu wykrawania w płaskim stanie odkształcenia, przygotowanie modelu do obliczeń z uwzględnieniem konieczności przebudowy siatki elementów skończonych tzw. global remeshing, prezentacja i analiza wyników. Analiza procesu wytłaczania wytłoczki sztywnymi narzędziami dla różnych przypadków: bez dociskacza i z dociskaczem kołnierza, bez uwzględnienia i z uwzględnieniem anizotropii właściwości plastycznych kształtowanej blachy. Przygotowanie modeli do obliczeń, prezentacja i analiza uzyskanych wyników.	L01-L07	MEK01
2	TK02	Komputerowe bazy danych właściwości tworzyw sztucznych. Zasady korzystania oraz modyfikacji. Przygotowanie modelu komputerowego do analiz CAE, rodzaje modeli i analiz MES, ustalanie warunków brzegowych i początkowych na wybranych przykładach praktycznych. Zapoznanie z budową i przeznaczeniem programu CAE do symulacji procesu wtryskiwania tworzyw sztucznych: Autodesk MoldFlow MPI, import modeli CAD do środowiska CAE, dopuszczalne uproszczenia modeli, dyskretyzacja modelu geometrycznego i jej wpływ na wyniki modelowania numerycznego. Modelowanie numeryczne technologii wtryskiwania w systemie Moldflow MPI. Projektowanie okna przetwórstwa tworzywa, symulacje efektywności układu chłodzenia oraz deformacji powtryskowych wyprasek. Interpretacja wyników. Wykorzystanie systemów CAE do projektowania form wtryskowych: ustalenie miejsca wtrysku, optymalizacja geometrii układu wlewowego – imbalans ciśnieniowy oraz czasowy w formach rodzinnych, projekt i optymalizacja układu chłodzenia. Optymalizacja parametrów przetwórstwa na drodze symulacji CAE. Zasady korzystania z baz danych elementów znormalizowanych form wtryskowych, import modeli części do systemu CAD.	L08-L15	MEK02 MEK03 MEK05
2	TK03	Możliwości wspomagania komputerowego przetwórstwa tworzyw sztucznych i modelowania procesów przeróbki plastycznej, korzyści i problemy stosowania systemów Cax. Ogólna charakterystyka programów wykorzystywanych w tych obszarach. · Możliwości wymiany danych projektowych (operowanie wspólnym modelem) w poszczególnych modułach programów oraz pomiędzy różnymi systemami Cax. Integracja systemów Cax, materiałowe bazy danych oraz korzystanie z bibliotek elementów znormalizowanych.· Rodzaje elementów skończonych, ich charakterystyka oraz kryteria wyboru. Typowe modele geometryczne stosowane w analizach numerycznych. Przykłady zastosowania modeli bryłowych i powłokowych oraz ich definiowanie w programach CAE. Wpływ wielkości i rzędu elementów na wyniki obliczeń. · Podstawy prowadzenia symulacji CAE wybranych procesów przetwórstwa TS, właściwości fizyczne polimerów, modele reologiczne i termodynamiczne implementowane w systemach CAE, rodzaje analiz, rodzaje modeli komputerowych MES, wykorzystywanych w analizach CAE, podstawowe zależności między parametrami przetwórstwa, Wybór tworzywa do danej technologii przetwórstwa, kryteria, problemy. Obszary wykorzystania systemów CAx w projektowaniu form wtryskowych.· Przedstawienie metod analizy zagadnień inżynierskich z uwzględnieniem możliwości ich zastosowania w projektowaniu procesów technologicznych w obszarze przeróbki plastycznej. Znaczenie metod numerycznych we współczesnym projektowaniu procesów technologicznych i oprzyrządowania.· Podstawowe rodzaje analiz MES stosowanych w modelowaniu procesów przeróbki plastycznej. Źródła nieliniowości w modelowaniu zagadnień technologicznych oraz trudności z nimi związane. Modele materiałowe oraz ich znaczenie.· Techniki modelowania procesów technologicznych. Omówienie najczęściej stosowanych typów modeli i analiz na przykładach modelowania wybranych procesów przeróbki plastycznej. Prezentacja i interpretacja wyników. Znaczenie weryfikacji eksperymentalnej symulacji komputerowych.	W01-W07	MEK03 MEK04 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 2)	Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 2.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 2)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 5.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 2)
Zaliczenie (sem. 2)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Wiedza z wykładu sprawdzana jest po zaliczeniu zajęć laboratoryjnych podczas pisemnego zaliczenia treści przedstawionych na wykładzie
Laboratorium	Praktyczne zaprezentowanie wiedzy i umiejętności modelowania w programie MARC/Mentat oraz Moldflow w zakresie nauczanym na zajęciach.
Ocena końcowa	warunkiem zaliczenia modułu jest osiągnięcie wszystkich efektów modułowych i zaliczenie wszystkich form zajęć. Ocena końcowa wystawiana jest jako średnia ważona oceny z wykładu z wagą 0,4 oraz laboratorium z wagą 0,6.

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	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski	Sposób wielokrotnego przetwarzania wyrobów z biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego	2024
2	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski; A. Pacana; D. Siwiec	Reprocessing Possibilities of Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)–Hemp Fiber Composites Regarding the Material and Product Quality	2024
3	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski; G. Ryzińska; M. Wójcik	Biodegradowalny kompozyt termoplastyczny, sposób wytwarzania biodegradowalnego kompozytu termoplastycznego oraz jego zastosowanie do wielokrotnego przetwarzania	2024
4	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski	The Possibilities of Using Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) PHBV in the Production of Wood–Polymer Composites	2023
5	A. Czerniecka-Kubicka; W. Frącz; G. Janowski; M. Pyda	Biocomposites based on the poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) matrix with the hemp fibers: thermal and mechanical properties	2022
6	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski	The Mechanical Properties Prediction of Poly [(3-hydroxybutyrate)-co-(3-hydroxyvalerate)] (PHBV) Biocomposites on a Chosen Example	2022
7	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski; T. Trzepieciński	The Effect of the Extrusion Method on Processing and Selected Properties of Poly(3-hydroxybutyric-co-3-hydroxyvaleric Acid)-Based Biocomposites with Flax and Hemp Fibers	2022
8	W. Frącz; G. Janowski; M. Pruchniak; Ł. Wałek	The Use of Computed Tomography in the Study of Microstructure of Molded Pieces Made of Poly(3-hydroxybutyric-co-3-hydroxyvaleric acid) (PHBV) Biocomposites with Natural Fiber	2021
9	W. Frącz; G. Janowski; R. Smusz; M. Szumski	The Influence of Chosen Plant Fillers in PHBV Composites on the Processing Conditions, Mechanical Properties and Quality of Molded Pieces	2021
10	W. Frącz; T. Pacześniak; I. Zarzyka	Rigid polyurethane foams modified with borate and oxamide groups-Preparation and properties	2021
11	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski	Influence of the Alkali Treatment of Flax and Hemp Fibers on the Properties of PHBV Based Biocomposites	2021
12	Ł. Bąk; W. Frącz; G. Janowski	The Optimization of PHBV-hemp Fiber Biocomposite Manufacturing Process on the Selected Example	2021
13	A. Czerniecka-Kubicka; W. Frącz; M. Janus-Kubiak; L. Kubisz; M. Pyda; W. Zielecki	Vibrational heat capacity of the linear 6,4-polyurethane	2020
14	Ł. Byczyński; A. Czerniecka-Kubicka; W. Frącz; M. Pyda; V. Sedlarik; A. Szyszkowska; I. Zarzyka	Hybrid nanobiocomposites based on poly(3-hydroxybutyrate) – characterization, thermal and mechanical properties	2020
15	W. Frącz; G. Janowski	Fiber shape selection problems in material models used in numerical strength analysis of wood-polymer composites	2019
16	W. Frącz; G. Janowski	Ocena wpływu wyboru modelu mikromechanicznego na prognozowanie orientacji włókien oraz właściwości mechaniczne kompozytu WPC	2019
17	W. Frącz; G. Janowski	Predicting effect of fiber orientation on chosen strength properties of wood-polymer composites	2019
18	W. Frącz; G. Janowski	The Modeling Aspects of Wood Polymer Composites Sturcture in CAE Softwares	2019