FIȘA DISCIPLINEI 1. Date despre program 1.1. Instituția de învățământ superior Universitatea Sapientia din Cluj-Napoca 1.2. Facultatea Științe Tehnice și Umaniste din Târgu-Mureș 1.3. Domeniul de studii Inginerie industrială 1.4. Ciclul de studii Licență 1.5. Programul de studiu Tehnologia construcțiilor de mașini 1.6. Calificarea Inginer 2. Date despre disciplină 2.0. Departamentul Inginerie Mecanică 2.1 Denumirea disciplinei Analiza cu elemente finite 2.2 Titularul disciplinei / a activităților conf. dr. ing. Kakucs András de curs 2.3 Titularul (ii) seminar activităților de laborator conf. dr. ing. Kakucs András proiect 2.4 Anul de studiu 3 2.5 Semestrul 2 2.6. Tipul de evaluare C 2.7 Regimul disciplinei DI 3. Timpul total estimat (ore pe semestru al activităților didactice) 3.1 Număr de ore pe săptămână: 3 Din care: 3.2 curs 2 3.3 seminar / laborator/ proiect/ practica 3.4 Total ore din planul de învățământ 42 Din care: 3.5 curs 28 3.6 seminar / laborator/ proiect/ practica Distribuția fondului de timp: ore a). Studiul după manual, suport de curs, bibliografie și notițe 12 b). Documentare suplimentară în bibliotecă, pe platformele electronice de specialitate și pe 10 teren c). Pregătire laboratoare, teme, referate, portofolii și eseuri 11 d). Tutoriat - e). Examinări - f). Alte activități - 3.7 Total ore studiu individual 33 3.8 Total ore pe semestru 75 3.9 Numărul de credite 3 4. Precondiții (acolo unde este cazul) 4.1 de curriculum Nu e cazul 4.2 de competențe Nu e cazul 5. Condiții (acolo unde este cazul) 1 14
5.1 De desfășurare a cursului 5.2 De desfășurare a seminarului Sală de curs cu capacitate suficientă, dotată cu tablă, videoproiector, ecran și acces la internet. Sală de laborator dotată cu videoproiector, tablă, acces la internet și un număr de calculatoare egal cu cel al studenților din grupa de lucru. Programe cu elemente finite accesibile studenților. 6. Competențele specifice acumulate C1.1 (1/3 cr.), C3.1 (1/3 cr.), C1.2 (1/3 cr.), C3.2 (1/3 cr.), C1.3 (1/3 cr.), C3.3 (1/3 cr.) conform grilei 2 din RNCIS Capacitatea de a analiza diferite probleme de câmp prin metoda elementelor finite; Capacitatea de a utiliza informațiile acumulate în scop inovativ și inventiv. Competențe profesionale Competențe transversale CT1 (1/3 cr.), CT2 (1/3 cr.), CT3 (1/3 cr.) conform grilei 2 din RNCIS Capacitatea de a-și organizare activitatea individuală pentru a realiza sarcinile primite la timp; Autonomie și responsabilitate in formare; Capacitatea de a înțelege, organiza, compara informațiile și de a structura astfel să furnizeze maximum de idei; Capacitatea de a-și perfecționa cunoștințele de fizică aplicată și de analiză numerică. 7. Obiectivele disciplinei (reieșind din grila competențelor acumulate) 7.1 Obiectivul general al disciplinei Însușirea și dobândirea deprinderilor și competențelor necesare analizei prin metoda elementelor finite a problemelor de câmp. 7.2 Obiectivele specifice Aprofundarea tehnicilor analizei cu elemente finite. Orientarea este spre înțelegerea fizică a problemei, aparatul matematic menținându-se la un nivel minim necesar. Dobândirea de competențe privind metoda elementelor finite. 8. Conținuturi 8.1 Curs Metode de predare Observații 1. Bazele analizei statice ale roboților prin MEF Prelegere clasică. (Analiza structurilor din bare: rezolvabilitatea problemelor, metode aproximative de calcul. Metoda matricei de rigiditate.) 2. Rigiditatea elementului finit de tip bară (Grade de libertate statice. Stabilirea prin metodele rezistenței materialelor a rigidității barei.) 3. Rigiditatea structurii (Coordonate locale și coordonate globale. Transformări de coordonate. Rigiditatea barei în sistemul de coordonate local. Gradele de libertate ale structurii. Asamblarea matricei de rigiditate structural.)
4. Sistemul de ecuații al echilibrului structural (Încărcări și deplasări structurale. Scrierea sistemului de ecuații. Rezolvarea în deplasări. Calculul forțelor de reacțiune. Postprocesare datelor. Probleme de stabilitate - flambaj). 5. Noțiuni de bază de dinamică (Sistemul cu un singur grad de libertate dinamică: vibrații forțate și vibrații libere, rezonanță, metode de rezolvare.) 6. Extinderea metodelor numerice de analiză asupra roboților (Sisteme cu mai multe grade de libertate dinamică: integrarea pas cu pas a ecuațiilor de mișcare.) 7. Modurile proprii de vibrații ale roboților (Calcularea și interpretarea valorilor și vectorilor proprii. Utilizarea lor în analiza dinamică ale roboților.) 8. Elemente finite speciale în analiza roboților (Element finit de masă concentrată. Elementul finit de resort 1D și 3D. Elementul finit tip amortizor vâscos.) 9. Aspecte speciale ale analizei prin MEF ale roboților (Mecanismele privite ca structuri elastice. Probleme de contact-impact.) 10. Analiza prin MEF ale problemelor bi- și tridimensionale (Problema liniar-elastică. Formularea variațională. Funcționala și minimizarea ei.) 11. Discretizarea structurii, matrice elementare și globale (Elemente finite plane și spațiale: matricea de rigiditate, matricea de inerție și matricea de amortizare. Asamblarea matricelor structurale.) 12. Pașii caracteristici ale analizei prin metoda elementelor finite în două sau trei dimensiuni ale roboților (Preprocesarea datelor. Conducerea calculelor. Calcularea necunoscutelor derivate. Postprocesarea și interpretarea rezultatelor.) 13. Alte aplicații ale MEF în analiza sistemelor mecatronice I. (Conducția căldurii în regim static și dinamic.) 14. Alte aplicații ale MEF în analiza sistemelor mecatronice II. (Probleme de electrostatică și magnetostatică.) Bibliografie 1. Kakucs, A. A végeselem-módszer a szerkezetek számításában. Editura Universității Transilvania, Brașov, Brașov, 2007. 2. Kakucs, A. A végeselem-módszer alapjai. Scientia, Cluj-Napoca, 2007. 3. Kakucs, A. Modelarea circuitelor hidraulice prin analogia cu sistemele electrice si mecanice. Editura Universității Transilvania, Brașov, 2007. 4. Gârbea, D. Analiză cu elemente finite. Aplicații pe microcalculatoare. Editura Tehnică, București, 1990. 5. Hărdău, M. Aplicarea metodei elementelor finite la calculul de rezistență în construcția de mașini. Îndrumător de lucrări. Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca Facultatea de Mecanică, Cluj-Napoca, 1992. 6. Popper, Gy. A végeselem-módszer matematikai alapjai. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985. 8.2 Lucrări de laborator Metode de predare Observații 1. Norme de protecția muncii. Prezentarea Demonstrație, laboratorului și a tematicii. explicație, observația
2. Aplicarea metodei deplasărilor pentru structuri din bare: analiza grinzilor cu zăbrele 3. Aplicarea metodei deplasărilor pentru structuri din bare: analiza cadrelor 4. Probleme de elasticitate plană formulate în coordonate carteziene 5. Probleme de elasticitate plană formulate în coordonate cilindrice (corpuri de revoluție) dirijată, conversație euristică bazată pe limbaj tehnic 6. Aplicarea metodei la rezolvarea problemelor de conducție calorică: probleme nelineare 7. Aplicarea metodei la rezolvarea problemelor de conducție calorică: probleme nestaționare Bibliografie 1. Kakucs, A. A végeselem-módszer a szerkezetek számításában. Editura Universității Transilvania, Brașov, Brașov, 2007. 2. Kakucs, A. A végeselem-módszer alapjai. Scientia, Cluj-Napoca, 2007. 3. Kakucs, A. Modelarea circuitelor hidraulice prin analogia cu sistemele electrice si mecanice. Editura Universității Transilvania, Brașov, 2007. 4. Kakucs, A.. A végeselem-módszer alapjai (laboratóriumi gyakorlatok). Format electronic. 5. Gârbea, D. Analiză cu elemente finite. Aplicații pe microcalculatoare. Editura Tehnică, București, 1990. 6. Hărdău, M. Aplicarea metodei elementelor finite la calculul de rezistență în construcția de mașini. Îndrumător de lucrări. Universitatea Tehnică din Cluj-Napoca Facultatea de Mecanică, Cluj-Napoca, 1992. 7. Popper, Gy. A végeselem-módszer matematikai alapjai. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.
9. Coroborarea conținuturilor disciplinei cu așteptările reprezentanților comunității epistemice, asociațiilor profesionale și angajatori reprezentativi din domeniul aferent programului Absolventul trebuie să fie capabil de a analiza prin MEF a problemelor de câmp. 10. Evaluare A. Condiții de îndeplinit pentru prezentarea la evaluare: Participarea la toate orele de laborator. B. Criterii, metode și ponderi în evaluare: Tip activitate 10.1 Criterii de evaluare 10.2 Metode de evaluare 10.3 Pondere din nota finală 10.4 Curs Temeinicia cunoștințelor Colocviu pe baza de subiecte formulate 40% 10.5 Seminar - - - Laborator Aplicarea în practică a Probe practice, pe calculator 60% cunoștințelor dobândite Proiect - - - 10.6 Standard minim de performanță Cunoașterea etapelor necesare realizării unei analize prin MEF; Abilitatea rezolvării problemelor prin MEF; Capacitatea de a analiza rezultatele obținute. Data completării Semnătura titularului de curs Semnătura titularului de laborator 10.06.2016. conf. dr. ing. Kakucs András conf. dr. ing. Kakucs András Data avizării în departament Semnătura directorului de departament 20.09.2016. șef lucr. dr. ing. Forgó Zoltán