Detail předmětu
Počítačové metody mechaniky v dynamice
FSI-RPM-A Ak. rok: 2018/2019 Zimní semestr
Předmět je zaměřen na kmitání mechanických soustav. Výuka je zaměřena na několik základních modelových oblastí lineární dynamiky jako je kmitání soustav s jedním stupněm volnosti, kmitání soustav s více stupni volnosti, kmitání kontinuí, metody redukce atd. Student seznámen s volným i vynuceným kmitáním pro všechny modelové úlohy. V rámci cvičení bude student seznámen s řešením problémů z uvedených problematik pomocí numerických metod.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent bude mít podrobné znalosti z kmitání lineárních soustav s jedním a více stupňů volnosti. Bude schopen řešit vlastní frekvence a odezvu těchto soustav na různé druhy budících sil a momentů. Bude schopen řešit úlohy technické praxe, které mohou být modelovány tímto způsobem. Absolvent bude seznámen s problematikou kmitání základních modelů kontinua. Bude schopen modelovat soustavy pomocí metody konečných prvků a pomocí multi-body systémů.
Prerekvizity
Student musí znát: lineární algebru, diferenciální a integrální počet jedné a více proměnných, základy programování a algoritmizace, matematický software (MATLAB), znalosti z předmětů statika, kinematika, pružnost a pevnost a dynamika.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení
Zkouška je rozdělena na dvě části a skládá se z testu a příkladu. Náplní první části je průřezový písemný test. Postup do druhé části zkoušky je podmíněn ziskem alespoň poloviny bodů. V případě nesplnění této podmínky je zkouška hodnocena známkou F. Náplní druhé části je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu. Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru. Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.
Učební cíle
Cílem předmětu je osvojení znalosti z oboru lineárního kmitání mechanických soustav s jedním a více stupni volnosti, MBS a s kmitáním kontinua.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením v jiné skupině nebo vypracováním náhradních úloh dle pokynů vyučujícího. Konkrétní podobu stanovuje učitel vedoucí cvičení.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program M2I-Z: Strojní inženýrství, magisterský navazující
obor M-STI: Strojní inženýrství, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1) Úvod do počítačových metod v dynamice, modelování mechanických soustav
2) Simulační modelování v dynamice
3) Kmitání s jedním stupněm volnosti – buzení a tlumení
4) Kmitání s jedním stupněm volnosti – stavový model a přenosová funkce
5) Kmitání s jedním stupněm volnosti – metody řešení vlastních frekvencí a odezvy
6) Kmitání s více stupni volnosti
7) Kmitání s více stupni volnosti – metody řešení vlastních frekvencí a odezvy
8) Fyzikální modely s více stupni volnosti
9) Soustavy vázaných těles
10) Kmitání kontinuí – pruty a struny
11) Kmitání kontinuí – desky, membrány, skořepiny
12) Modely tlumení dynamických systémů
13) Metody řešení dynamiky kontinuí
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Osnova
1) Úvod do počítačových metod dynamiky v prostředí MATLAB
2) Úvod do počítačových metod dynamiky SIMULINK
3) Dynamické modely lineárního systému s jedním stupněm volnosti
4) Stanovení vlastní frekvence
5) Řešení odezvy, přímé řešení pohybové rovnice
6) Analýza dynamického systému v prostředí MATLAB
7) Multi-body systémy – SimMechanics
8) Multi-body systémy s jedním stupněm volnosti v prostředí ADAMS
9) Multi-body systémy s více stupni volnosti v prostředí ADAMS
10) Model struny a prutu
11) Model desky a membrány
12) Kmitání skořepiny
13) Kmitání MKP modelu tělesa