Detail předmětu
Finite Element Method - Structural Analyses
FSI-ZSY-A Ak. rok: 2023/2024 Zimní semestr
Předmět je zaměřen na analýzu stavu napjatosti součástek a jednoduchých sestav v oblasti strojního inženýrství. Studenti jsou seznámeni s nezbytným teoretickým základem metody konečných prvků a s tím, jak je tato metoda implementována v různých kategoriích softwarových systémů.
Je zdůrazněna rozdílnost přístupů při analytickém a numerickém řešení, interpretace výsledků při lineárním a nelineárním řešení modelu, odhad a hodnocení různých vlivů na přesnost výsledků. Důraz je kladen na metodickou tvorbu výpočtového modelu a interpretaci výsledků simulací.
Předmět integruje poznatky z předcházejícího bakalářského studia strojního inženýrství a vytváří předpoklady pro úspěšné zvládnutí konstrukčních projektů a diplomové práce.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
– znalosti z oblasti mechaniky, dynamiky, pružnosti a pevnosti, CAD modelování a materiálových věd na úrovni bakalářského studia strojního inženýrství.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínky udělení zápočtu:
- aktivní účast na přednáškách (max. 10 bodů),
- vyřešení zadaných úloh a prezentace dosažených výsledků (max. 30 bodů),
- minimálně je nutné získat 20 bodů.
Podmínky získání zkoušky:
- praktická část: metodicky správné vyřešení zadané úlohy (max. 40 bodů),
- ústní zkouška (max. 20 bodů),
- celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.
Přednášky: účast je doporučená.
Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím, povolují se max. dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.
Učební cíle
Absolventi budou schopni provádět základní strukturální analýzy zaměřené na vyhodnocení stavu napjatosti součástky a jednoduché sestavy.
- Schopnost provádět lineární a základní nelineární simulace stavu napjatosti součástek a jednoduchých sestav v oblasti strojního inženýrství.
- Schopnost připravit geometrii, vytvořit síť, zadat okrajové podmínky a základní materiálové vlastnosti, běžným způsobem vyhodnotit a interpretovat výsledky.
- Zkušenosti s použitím sw ANSYS Workbench, seznámení se systémem ANSYS Discovery.
- Dovednosti a základní návyky potřebné pro práci s moderním MKP systémem ať už ve formě samostatného softwaru nebo integrovaného modulu v CAD systému.
- Pochopení významu MKP pro inženýrskou praxi.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ENG-A: Mechanical Engineering, magisterský navazující, povinný
Program N-KSI-P: Konstrukční inženýrství, magisterský navazující, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
16 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
– Úvod do MKP: základy MKP, typy analýz, výpočtový model a simulace, geometrie, tvorba sítě, okrajové podmínky, interpretace výsledků.
- Lineární statické úlohy v rovině a prostoru: napěťová analýza, lineární okrajové podmínky.
- Lineární statické úlohy v rovině a prostoru: typy elementů, symetrie, interpretace výsledků.
- Nelineární statické úlohy v rovině a prostoru, nelineární materiál.
- Nelineární statické úlohy v rovině a prostoru, nelineární deformace a kontakt.
- Lineární stabilita.
- Modální analýza.
- Aktuální trendy v oblasti strukturálních analýz
Cvičení s počítačovou podporou
32 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
– Příprava geometrie v CAD systému, tvorba sítě, Preprocesing, Postprocesing.
- Okrajové podmínky, interpretace výsledků
- Typy elementů, symetrie, parametrizace modelu.
- Materiálové vlastnosti pro simulaci, materiálové nelinearity.
- Geometrické nelinearity a kontakt.
- Lineární stabilita jednoduché struktury.
- Modální analýza součástky.
- Závěrečný seminář, prezentace výsledků.