OBRAZAC 1. Vrednovanje sveucilišnih studijskih programa preddiplomskih,
diplomskih i integriranih preddiplomskih i diplomskih studija te strucnih studija
Tablica 2: Opis predmeta
1. OPĆE INFORMACIJE
1.6.Godina studija:
1.1. Nositelj predmeta:
Zdravko Terze
1.2.Naziv predmeta
Računalna dinamika konstrukcijskih
sustava
1.7.Bodovna vrijednost (ECTS)
5
1.3.Suradnici:
Dario Zlatar
1.8.Način izvođenja nastave (broj sati
P+V+S+e-učenje)
30+30+0+0
1.4.Studijski program (preddiplomski,
diplomski, integrirani):
Vidi pod: Izvođenje
1.9.Očekivani broj studenata na
predmetu
10
1.5.Status predmeta:
Vidi pod: Izvođenje
1.10.Razina primjene e-učenja (1, 2, 3
1
razina), postotak izvođenja predmeta on
line (maks. 20%)
Izvođenje
Studij
Program Semestar
Status predmeta ISVU šifra
Strojarstvo Diplomski Diplomski - 2. semestar Obvezni
Sveucilište u Zagrebu, p.p. 407, Trg maršala Tita 14, 10002 Zagreb, Hrvatska
Tel.: +385 (0)1 4698 112. 4698 125; Faks: +385 (0)1 4698 141
e-mail: [email protected]; url.: www.unizg.hr
Vidi pod: Izvođenje
18943
Stranica 1/5
2.1.Ciljevi predmeta:
2. OPIS PREDMETA
Opisati postupke, metode i primjenu dinamičkog i matematičkog modeliranja te računalnu pripremu dinamičkih modela s ciljem
numeričke analize i dinamičke simulacije inženjerskih sustava sa složenom kinematičkom strukturom i prostornim gibanjima kao što su
roboti i manipulatori, vozila, vjetroturbine, letjelice s nepokretnim i rotirajučim krilom, biomehanički sustavi i drugi.
2.2.Uvjeti za upis predmeta i ulazne
kompetencije koje su potrebne za
predmet:
Mehanika II
2.3.Ishodi učenja na razini programa
kojima predmet doprinosi:
Opći diplomski
Sudjelovati u procesima cjeloživotnog obrazovanja i u znanstveno-istraživačkom radu, te nastaviti daljnje obrazovanje
na specijalističkom i doktorskom studij
2.4.Očekivani ishodi učenja na razini
predmeta (6-10 ishoda učenja):
Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći:
- analizirati i primijeniti matematičke modele za izračunavanje dinamičkih odziva inženjerskih sustava sa složenom kinematičkom
strukturom i trodimenzijskim gibanjima
- izvesti i koristiti matematičke jednadžbe za definiciju kinematičkih veza nižih i viših kinematičkih parova
- izvesti i primijeniti matematičke jednadžbe skleronomnih i reonomnih kinematičkih veza i ograničenja
- upotrijebiti i izračunati oblikovane formulacije pri sintezi računalnih modela za dinamičku analizu i numeričku simulaciju gibanja
sustava sa složenom kinematičkom strukturom
- sintetizirati matematičke modele konstrukcijskih sustava u minimalnoj i proširenoj formi za općenite računalne zadaće
- analizirati i vrednovati numeričke značajke računalnih procedura za dinamičku simulaciju gibanja složenih sustava s kinematičkim
ograničenjima
Stranica 2/5
2.5.Sadržaj predmeta razrađen prema
satnici predavanja (za 1 sat jedan do tri
retka)
Tj.
Predavanje
Vježbe
1.
Uvod: primjeri primjene računalne dinamike konstrukcijskih
sustava u analizi strojarskih konstrukcija.
Elementi i struktura mehaničkih modela.
Dinamička analiza i simulacija konstrukcijskih sustava: primjeri
primjene računalnih algoritama.
2.
Dinamika krutih tijela: ponavljanje osnovnih jednadžbi.
Newton-Eulerove jednadžbe
dinamike krutog tijela. Dinamičke jednadžbe sustava krutih
tijela bez kinematičkih ograničenja.
Osnovna arhitektura programskih aplikacija, uvod.
3.
Kinematička ograničenja sustava. Skleronomne i reonomne
kinematičke veze. Unilateralni kontakti, značajke.
Računalno modeliranje kinematičkih ograničenja.
Osnovna arhitektura programskih aplikacija, nastavak.
4.
Matrica kinematičkih ograničenja: matematička struktura,
oblikovanje matrice kinematičkih ograničenja.
Kinematička sinteza sustava.
Definicija zadaće dinamičkog modeliranja, numerički primjeri
po grupama.
5.
Numeričke metode kinematičke sinteze sustava.
Tvorba mehaničkog modela (zadani primjer). Pretpostavke,
ciljevi analize i elementi diskretizacije problema.
6.
Jednadžbe dinamike sustava krutih tijela s kinematičkim
ograničenjima.
Minimalna i proširena forma matematičkog modela.
Definiranje kinematičke strukture sustava. Matematičko
modeliranje kinematičkih ograničenja, uvod.
7.
Računalne karakteristike različitih formi matematičkog modela. Matematičko modeliranje kinematičkih ograničenja, nastavak.
Numeričke metode redukcije dimenzionalnosti
dinamičkih jednadžbi.
8.
Ortogonalno-komplementarna matrica sustava, svojstva i
primjena. Numeričke metode izvođenja
ortogonalno-komplementarne matrice.
Primjena numeričkih postupaka kinematičke sinteza modela,
uvod.
Stranica 3/5
2.5.Sadržaj predmeta razrađen prema
satnici predavanja (za 1 sat jedan do tri
retka)
2.6.Vrste izvođenja nastave:
Tj.
Predavanje
Vježbe
9.
Dinamička simulacija konstrukcijskih sustava. Izravna
dinamička zadaća. Priprema matematičkog modela za
uključivanje u globalne algoritme simulacije.
Primjena numeričkih postupaka kinematičke sinteze modela,
nastavak.
Provjera modela. Redundantne kinematičke veze.
10.
Numeričko rješavanje jednadžbi dinamike: ODE i DAE sustavi
diferencijalnih jednadžbi, osnovne
značajke i načela numeričkog integriranja, uvod.
Računalna sinteza matematičkog modela dinamike sustava,
uvod.
11.
ODE i DAE sustavi diferencijalnih jednadžbi, osnovne
značajke i načela numeričkog integriranja, nastavak.
Svojstva pojedinih integracijskih shema, sprega s
kinematičkom sintezom sustava.
Računalna sinteza matematičkog modela dinamike sustava,
nastavak.
Numerički i simbolički pristup sintezi matematičkog modela.
Provjera modela.
12.
Algoritmi stabilizacije dinamičkih odziva, kontrola propagacije
numeričkih pogrešaka.
Kruti problemi, svojstva i prikladni algoritmi.
Priprema modela za dinamičku simulaciju gibanja sustava.
13.
Računalne metode rješavanja inverzne dinamičke zadaće,
primjeri.
Računalna integracija diferencijalnih jednadžbi gibanja, uvod.
Izbor numeričke metode integracije.
Definicija parametara integracije.
14.
Dinamička simulacija sustava s varijabilnom kinematičkom
strukturom.
Računalna integracija diferencijalnih jednadžbi gibanja,
nastavak.
Provjera povrede definiranih ograničenja. Rezultati dinamičke
simulacije.
15.
Rekapitulacija gradiva i sinteza pojedinih poglavlja kroz
primjere dinamičke analize i sinteze
pojedinih zadaća.
Dinamička simulacija s variranim parametrima integracije.
Interpretacija rezultata. Rasprava.
x predavanja
seminari i radionice
x vježbe
on line u cjelosti
mješovito e-učenje
terenska nastava
multimedija i mreža
komentari:
laboratorij
mentorski rad
praktikum
vježbe tjelesnog odgoja
ostalo:
samostalni zadaci
2.8.Obaveze studenata:
Studenti su obvezni redovito i aktivno sudjelovati u nastavi te na vrijeme izvršavati postavljene zadatke.
Ispit se polaže pismeno i usmeno. Konačna ocjena dobiva se kao rezultat pismenog i usmenog dijela.
Stranica 4/5
2.9.Praćenje rada studenata (upisati
Pohađanje nastave
udio ECTS bodovima za svaku aktivnost Eksperimantalni rad
tako da ukupni broj ECTS-a odgovara
Esej
bodovnoj vrijednosti predmeta):
Kolokvij
1.50
0.00
0.00
0.00
Pismeni ispit
Istraživanje
Referat
Seminarski rad
Usmeni ispit
1.50
0.00
0.00
0.00
2.00
Projekt
Praktičan rad
Ostalo:
0.00
0.00
0.00
2.10.Ocjenjivanje i vrednovanje rada
studenata tijekom nastave i na
završnom ispitu:
Aktivnosti koje se vrednuju u postotcima za konačnu ocjenu:
- pismeni ispit 50%
- usmeni ispit 50%
2.11.Obvezna literatura (dostupna u
knjižnici i putem ostalih medija)
Terze, Z.: Eiber, A. (University of Stuttgart), Introduction to Dynamics of Multibody Systems, FSB Zagreb, e-book, 2002.
Terze, Z.: Odabrani znanstveni clanci u podrucju racunalne dinamike konstrukcijskih sustava, 2012.
Eich-Soellner, E.; Fuehrer, C.: Numerical Methods in Multibody Dynamics, B. G. Teub. Stuttgart, 1998.
Geradin, M.; Cardona, A.: Flexible Multibody Dynamics, Willey, 2001.
2.12.Dopunska literatura (u trenutku
prijave prijedloga studijskog programa):
2.12.Načini praćenja kvalitete koji
osiguravaju stjecanje izlaznih znanja,
vještina i kompetencija:
Kontinuiranost rada studenata pratiti će se kroz aktivnosti u nastavi i vježbama, te kroz individualno i timsko izvršavanje zadataka.
Usvajanje propisanih znanja studenata pratit će se kroz diskusije na predavanjima i vježbama. Prema potrebi, provjerava se i razina
inicijalnih kompetencija studenata.
Kvaliteta i uspješnost realizacije kolegija pratit će se evaluacijom na kraju semestra kroz uspjeh studenata na završnom isptu.
Kontinuirano se vrši samoevaluacija predmeta kroz usporedbu s nastavnim sadržajima sličnih kolegija na EU sveučilištima i uz
učestali kontakt s njihovim nastavnicima.
Stranica 5/5