Detail předmětu

Simulace v automobilovém průmyslu

FSI-QPA Ak. rok: 2022/2023 Zimní semestr

Předmět má seznámit studenty s nejdůležitějšími soudobými výpočtovými modely aplikovanými při vývoji moderních pohonných jednotek a motorových vozidel. Důraz je kladen na matematické a fyzikální základy výpočtových modelů a programových prostředků, jakož i verifikaci výsledků výpočtového modelování adekvátními experimentálními metodami. Prezentovaná problematika zahrnuje aplikaci metody konečných prvků při analýzách deformace, napjatosti, únavové bezpečnosti, teplot nebo kontaktů komponent motorových vozidel.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Výsledky učení předmětu

Předmět Simulace v automobilovém průmyslu umožňuje studentům získat znalosti o soudobých výpočtových modelech, aplikovaných v konstrukci pohonných jednotek a vozidel, dynamické a pevnostní analýze mechanických struktur a při řešení úloh z oblasti vedení tepla a akustiky.

Prerekvizity

Znalosti matematiky vyučované na bakalářském studiu a nezbytně zahrnující lineární algebru (matice, determinanty, soustavy lineárních rovnic apod.), diferenciální a integrální počet a obyčejné diferenciální rovnice.
Znalosti základů kinematiky, dynamiky, pružnosti a pevnosti.

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 předem probrané na přednáškách..

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním semestrální práce a splněním podmínek kontrolních testů.
Zkouška ověřuje znalosti získané na přednáškách i ve cvičeních a je rozdělena do písemné teoretické části, písemné části zahrnující výpočtové řešení a do části ústní. Zkouška zohledňuje práci studenta ve cvičení. Student musí pro úspěšné splnění zkoušky dosáhnout nadpoloviční počet bodů z celkového počtu bodů.

Učební cíle

Cílem předmětu Simulace v automobilovém průmyslu je seznámit studenty se soudobými výpočtovými modely, které jsou pro řešení různých typů úloh aplikovány při vývoji pohonných ústrojí a motorových vozidel. Úkolem předmětu je vyložit matematickou a fyzikální podstatu výpočtových modelů, které jsou pro jednotlivé problémy v současnosti zpracovány až do úrovně programových prostředků.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Cvičení jsou povinné, forma nahrazení zameškané výuky je řešena individuálně s cvičícím nebo s garantem předmětu.
Přednášky jsou nepovinné.

Forma nahrazení zameškané výuky je řešena individuálně s garantem předmětu.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-ADI-P: Automobilní a dopravní inženýrství, magisterský navazující, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Osnova


  1. Výpočtové simulace v automobilovém průmyslu.

  2. Hodnocení pevnosti komponent motorových vozidel.

  3. MKP v lineární strukturální mechanice.

  4. Metody diskretizace pro MKP.

  5. MKP v teplotních úlohách a nelinearity.

  6. Aplikace MKP při řešení vybraných úloh strukturální mechaniky.

  7. Hodnocení únavového poškozování komponent s aplikací MKP.

  8. Modelování kontaktů těles s aplikací MKP.

  9. Diskrétní dynamické systémy s více stupni volnosti, modální analýza.

  10. Modální transformace, hlavní souřadnice. Základy experimentální modální analýzy.

  11. Vynucené kmitání systémů s více stupni volnosti. Řešení v časové a frekvenční doméně, výpočet v reálné a komplexní proměnné.

  12. Základy dynamiky kontinua, podélné kmitání tyčí, vlnová rovnice.

  13. Ohybové kmitání nosníků, krouživé kmity hřídelů, kmitání membrán a desek. Akustické úlohy.

Cvičení s počítačovou podporou

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jozef Dlugoš, Ph.D.

Osnova


  1. Představení nástrojů využívajících MKP.

  2. 2D úlohy, příprava modelu, řešení a vyhodnocení výsledků.

  3. Vytváření, importování a úprava geometrického modelu.

  4. Diskretizace geometrických modelů.

  5. Diskretizace objemových geometrických modelů.

  6. Vytvoření MKP modelu klikové hřídele.

  7. Výpočet napjatosti oběžného kola turbodmychadla v důsledku rotace.

  8. Kontaktní analýza šroubového spoje.

  9. Výpočet napjatosti a deformací brzdového kotouče v důsledku tepelně-mechanického zatížení.

  10. Výpočet torzní tuhosti klikové hřídele.

  11. Vytvoření výpočtového modelu pístu a výpočet rozložení teploty v pístu.

  12. Samostatná práce na pevnostní analýze komponent vozidel.

  13. Vyhodnocení semestrální práce.