Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Głównym celem kształcenia jest uzyskanie wiedzy z metod przydatnych w procesie modelowania ciała człowieka z uwzględnieniem ruchu oraz sił w układzie człowiek-otoczenie

Ogólne informacje o zajęciach: Zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami biomechaniki ze szczególnym uwzględnieniem biomechaniki inżynierskiej. Omówione zostaną zagadnienia związane z właściwościami mechanicznymi i sposobami modelowania wybranych części ciała ludzkiego. Studenci zostaną zapoznani z metodami modelowania i analizy statyki, kinematyki i dynamiki wybranych członów ruchowych ciała. W procesie modelowania stosowane będą nowoczesne techniki oparte o systemy komputerowe CAD/MES.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Będziński Romuald	Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna	Akademicka Oficyna Wydawnicza Exit, Warszawa.	2004
2	G. Budzik, A. Marciniec	Komputerowe wspomaganie projektowania	OWPRz, Rzeszów.	2012
3	R. Będziński (red.)	Biomechanika	Instytut Podst.Problemów Techniki PAN, Warszawa.	2011
4	G. Krzesiński i in.	Metoda elementów skończonych w mechanice materiałów i konstrukcji. Rozwiązywanie wybranych zagadnień	OWPW, Warszawa.	2015

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	P. Grimshaw, A. Lees, N. Folwer	Biomechanika sportu	PWN, Warszawa.	2010
2	J. Błaszczyk	Biomechanika kliniczna	PZWL, Warszawa.	2004
3	M. Michaud	M. Michaud	Helion, Gliwice.	2015
4	G. Krzesiński	Metoda elementów skończonych w mechanice materiałów i konstrukcji. Rozwiązywanie wybranych zagadnień	OWPW, Warszawa.	2015
5	A. Skrzat	Modelowanie liniowych i nieliniowych problemów mechaniki ciała stałego i przepływów ciepła w programie ANSYS Workbench	OWPRz, Rzeszów.	2014

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student spełnia wymagania określone w regulaminie studiów

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Podstawowe wiadomości z przedmiotu Mechanika, podstawowa wiedza z algebry.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność pozyskiwania informacji, umiejętność samokształcenia się, umiejętność posługiwania się komputerem

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Rozumie potrzeby ciągłego doszkalania się, umiejętność pracy w zespole projektowym

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 OEK
01	zna i rozumie cele i metody biomechaniki i opanował wymagane zagadnienia w co najmniej 50%	wykład, laboratorium, projekt	prezentacja projektu, zaliczenie	K_W05++	T1P_W01+ InzP_W02++ T1P_W02++ T1P_W03+ T1P_W04++ T1P_W06++
02	ma wiedzę dotyczącą modelowania i analizy ruchu w układach biomechanicznych i technicznych i opanował wymagane zagadnienia w co najmniej 50%	wykład, laboratorium,projekt	prezentacja projektu, zaliczenie	K_U03++	InzP_U02++ T1P_U09++
03	potrafi zdobywać informacje z literatury i innych źródeł; potrafi dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski	wykład, laboratorium, projekt	prezentacja projektu, zaliczenie	K_K05++	T1P_K04+
04	umie rozwiązywać specjalistyczne problemy z zakresu biomechaniki i umiejętnie współpracując w zespole interdyscyplinarnym	projekt	prezentacja projektu	K_K04+++ K_K05++	T1P_K03++ T1P_K04++
05	potrafi wykorzystywać systemy CAD/MES do modelowania elementów i układów biomechanicznych i technicznych i opanował wymagane zagadnienia w co najmniej 50%	laboratorium, wykład	zaliczenie	K_W05++ K_W06++ K_U03++	T1P_W01++ InzP_W01+ InzP_W02++ T1P_W02++ T1P_W03++ InzP_W04+ T1P_W04++ T1P_W05+ T1P_W06++ T1P_W07++ InzP_U02++ T1P_U09++
06	rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego doszkalania się z zakresu biomechaniki	wykład, laboratorium, projekt	zaliczenie, prezentacja projektu	K_U09+++ K_K01++	T1P_U05+++ T1P_K01+++
07	Posiada podstawową wiedzę z zakresu analizy statycznej układów biomechanicznych i technicznych i opanował wymagane zagadnienia w co najmniej 50%	wykład, laboratorium, projekt	prezentacja projektu, zaliczenie	K_W05++ K_U03+++	T1P_W01+ InzP_W02++ T1P_W02++ T1P_W03+ T1P_W04++ T1P_W06++ InzP_U02++ T1P_U09+
08	posiada podstawową wiedzę z zakresu analizy dynamicznej układów biomechaniczych i technicznych i opanował wymagane zagadnienia w co najmniej 50%	laboratorium, projekt	prezentacja projektu, zaliczenie	K_U03++	InzP_U02++ T1P_U09++

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
4	TK01	Wiadomości wstępne, cele i zadania biomechaniki, rys historyczny, właściwości mechaniczne struktur tkankowych, podstawowe modele układów biomechanicznych (kości, mięśni, ścięgien)	W01, W02, W03, W04	MEK01 MEK02 MEK03 MEK06 MEK07
4	TK02	Systemy CAD/MES wspomagające rozwiązywanie podstawowych zagadnień biomechaniki	W05, W06	MEK01 MEK02 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK03	Wprowadzenie do metody elementów skończonych	W07, W08, W09	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK04	Biomechanika ciała człowieka	W10, W11	MEK01 MEK02 MEK03 MEK06 MEK07
4	TK05	Rozwiązania konstrukcyjne wybranych urządzeń biomedycznych i rehabilitacyjnych	W12, W13	MEK01 MEK02 MEK03 MEK06
4	TK06	Kolokwium	W14, W15
4	TK07	Wprowadzenie do modelowania 3D w systemie CATIA, zapoznanie z interfejsem, wykonywanie szkiców, modelowanie bryłowe, dokumentacja płaska	L01, L02, L03, L04, L05, L06, L07, L08, L09, L10	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK08	Modelowanie złożeń, zagadnienia definiowania wzajemnych stopni swobody.	L11, L12, L13, L14	MEK01 MEK02 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK09	Analiza ruchu i obciążenia ciała człowieka z wykorzystaniem dostępnych modułów programu CATIA	L15, L16	MEK01 MEK02 MEK03 MEK05 MEK06 MEK07
4	TK10	Zaliczenie części CAD laboratorium	L17, L18
4	TK11	Wprowadzenie do analiz MES w systemie ANSYS Workbench, zapoznanie z interfejsem, podstawowe funkcje, komendy, metodyka postępowania.	L19, L20, L21, L22	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK12	Analiza statyczna i dynamiczna wybranego układu mechanicznego	L23, L24	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06 MEK07 MEK08
4	TK13	Analiza numeryczna z wykorzystaniem zaimportowanych modeli	L25, L26	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06
4	TK14	Obliczanie zagadnienia kontaktowego	L27, L28	MEK01 MEK03 MEK05 MEK06 MEK07
4	TK15	Zaliczenie części MES laboratorium	L29, L30
4	TK16	Analiza statyczna i dynamiczna struktur błonowych	P01, P02, P03	MEK01 MEK03 MEK06 MEK07 MEK08
4	TK17	Modelowanie kinematyki i dynamiki protezy kończyny górnej człowieka	P04, P05, P06, P07, P08, P09, P10, P11, P12	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK06
4	TK18	Wyznaczanie środka ciężkości ciała człowieka	P13, P14, P15	MEK01 MEK03 MEK04 MEK06 MEK07

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 10.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 4)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 10.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)	Przygotowanie do konsultacji: 5.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 3.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 4)

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie na podstawie pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego weryfikującego wiedzę z zakresu materiału realizowanego na wykładzie. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się indywidualny tryb przeprowadzenia zaliczenia wykładu.
Laboratorium	Uzyskanie ocen pozytywnych z zaliczeń (z części CAD i części MES). Ocena jest średnią ważoną z wagą 0.6 dla oceny z zaliczenia części CAD i wagą 0.4 dla oceny z zaliczenia części MES. Studenci aktywnie uczestniczący w zajęciach mogą w trybie indywidualnym uzyskać zaliczenie z laboratorium.
Projekt/Seminarium	uzyskanie ocen pozytywnych z projektów. Ocena jest średnią ze wszystkich uzyskanych ocen.
Ocena końcowa	Ocena końcowa z przedmiotu ustalana jest na podstawie średniej ważonej z wagą 0.5 dla oceny z laboratorium, wagą 0.3 dla oceny z projektów i z wagą 0.2 dla oceny z wykładu. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się indywidualny tryb uzyskania oceny końcowej z przedmiotu.

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	M. Korkosz; S. Noga; T. Rogalski	Analysis of the mechanical limitations of the selected high-speed electric motor	2023
2	S. Noga; D. Nowak; T. Rogalski; P. Rzucidło	The use of vision system to determine lateral deviation from landing trajectory	2023
3	P. Bałon; B. Kiełbasa; S. Noga; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak	Analytical and Numerical Analysis of Injection Pump (Stepped) Shaft Vibrations Using Timoshenko Theory	2022
4	K. Maciejowska; S. Noga; T. Rogalski	Vibration analysis of an aviation engine turbine shaft shield	2021
5	S. Noga; J. Prusik; T. Rogalski; P. Rzucidło	Unmanned aircraft automatic flight control algorithm in an Immelmann manoeuvre	2021
6	W. Kamycki; S. Noga	Application of the Thin Slice Model for Determination of Face Load Distribution along the Line of Contact and the Relative Load Distribution Measured along Gear Root	2020
7	K. Maciejowska; S. Noga	Analiza drgań własnych osłony wału turbiny napędowej silnika lotniczego	2019
8	M. Batsch; W. Kamycki; S. Noga	Obliczeniowa weryfikacja segmentowego modelu zależności między współczynnikami khβ oraz kfβ dla kół walcowych o zębach prostych	2019