Detail předmětu
Řešení základních úloh mechaniky těles pomocí MKP
FSI-6KP-A Ak. rok: 2023/2024 Zimní semestr
Studující se v průběhu předmětu seznámí s teoretickými základy metody konečných prvků, s podstatou numerického výpočtového modelování a s fundamentálními praktickými znalostmi, které jsou aplikovány na typických úlohách mechaniky těles. Úlohy jsou rozděleny dle úrovně geometrie na 1D, 2D a 3D. Dominantně je předmět zaměřen na lineární statické strukturní analýzy, ale bude taktéž probrán úvod do dynamických analýz a analýz týkajících se vedení tepla. Výše uvedené bude procvičováno ve výpočtovém prostředí ANSYS Workbench. Nutnými výstupními znalostmi z předmětu jsou:
- ovládnutí výpočtového prostředí,
- pochopení správné úrovně výpočtového modelu (zahrnutí podstatných veličin),
- analýza/posouzení/verifikace získaných výsledků,
- teoretický základ MKP.
Jazyk výuky
angličtina
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Maticová symbolika, lineární algebra, funkce jedné a více proměnných, diferenciální a integrální počet, základy dynamiky, pružnosti a vedení tepla.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Požadavky pro hodnocení:
- aktivní účast ve cvičeních
- samostatné zpracování a prezentace zadaného semestrálního projektu,
- písemný test základních znalostí.
Vyučující upřesní konkrétní podobu hodnocení v prvním týdnu semestru.
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Učební cíle
Cílem kurzu je seznámit studenty se základními principy metody konečných prvků a s její pratickou aplikací při modelování různých problémů mechaniky kontinua. Výuka je konkrétně zaměřena na použití programového systému ANSYS, který je rozšířen na vysokých školách, vědeckých ústavech a v průmyslových podnicích u nás i v zahraničí.
Studenti si osvojí základní pojmy z oboru metody konečných prvků. Naučí se MKP požívat k řešení problémů mechaniky kontinua na složitých dvou i trojrozměrných oblastech jako nadstavbu k dosud poznaným řešením analytickým. Použitelnost získaných znalostí je ve všech oborech mechaniky kontinua pro všechny konstrukční i technologické směry inženýrského studia.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-STI-A: Fundamentals of Mechanical Engineering, bakalářský, povinně volitelný
Program B-STI-Z: Fundamentals of Mechanical Engineering, bakalářský, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
- Úvod do metody konečných prvků
- Teoretické základy metody konečných prvků
- Prutové prvky: nosníky a příhradové konstrukce
- Rovinné prvky: rovinná napjatost, rovinná deformace a osová symetrie
- Tělesové a skořepinové prvky
- Způsoby vytvoření konečnoprvkové sítě a zadávání okrajových podmínek
- Řešení úloh dynamiky
- Představení systému ABAQUS
- Řešení úloh vedení tepla
- Teorie modelování.
Cvičení s počítačovou podporou
26 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
1. – 7.
- Seznámení s programem ANSYS Workbench
- Nosníky, prutové soustavy
- Rovinné úlohy (rovinná napjatost, rovinná deformace, osová symetrie)
- Prostorové úlohy (tělesové a skořepinové prvky)
- Stacionární a nestacionární teplotní úlohy
- Výpočet vlastních frekvencí a tvarů
- Dynamické úlohy
8. – 12.
- Samostatná práce na projektu.
13.
- Prezentace projektů – hodnocení studentů.