Detail předmětu

Počítačová podpora technologie

FSI-HPT Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr

Předmět seznamuje studenty s možnostmi počítačové podpory v různých oblastech návrhu výroby, zejména pak s využitím 3D optického měření a numerické simulace, jako nástrojů pro analýzu a optimalizaci technologických procesů. V rámci přednášek jsou studenti seznámeni s podstatou využití počítačové podpory a numerických simulací pro řešení deformačně-napěťových a teplotních úloh, které jsou úzce spjaty s problematikami technologií tváření a svařování. Cvičení předmětu cílí především na praktické výpočty a osvojení si hlavních zásad tvorby výpočtových modelů. Studenti tak především získají orientaci v problematice numerických simulací a analýz využívajících metodu konečných prvků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie

Vstupní znalosti

Základní znalost strojírenské technologie a počítačová gramotnost.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechna cvičení a vypracovat dílčí úkoly. Zkouška bude mít písemnou a ústní část. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS.


Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná. Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána. V případě zameškané výuky může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní zadání cvičení.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi experimentálního a teoretického vyhodnocení výrobních procesů s užitím počítačové podpory a se základy práce v jednotlivých oblastech této problematiky. Studenti budou mít přehled o tom, co mohou očekávat od výsledků počítačové podpory v praxi. Předmět rovněž cílí na osvojení dovedností nutných pro základní práci se simulačními softwary.

 

Studenti budou seznámeni s teorií, jakož i s nejnovějšími poznatky v oboru 3D optického měření, virtuální výroby a numerických simulací. Získají základní dovednosti pro formulaci a řešení výpočetních modelů v oblastech tváření a svařování.

Studijní opory

E-learning

Použití předmětu ve studijních plánech

Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
specializace CZS: Předměty zimního semestru, volitelný

Program N-STG-P: Strojírenská technologie, magisterský navazující
specializace MTS: Moderní technologie osvětlovacích soustav, povinný

Program N-STG-P: Strojírenská technologie, magisterský navazující
specializace STG: Strojírenská technologie, povinný

Program N-STG-P: Strojírenská technologie, magisterský navazující
specializace STM: Strojírenská technologie a průmyslový management, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.
Ing. Marek Slováček, Ph.D.

Osnova

1. Možnosti modelování tvářecích procesů (podobnostní, experimentální a teoretické modelování)


2. Experimentální modelování s počítačovou podporou (experimentální modelování s pomocí 3D optických systémů; základy fotogrammetrie a stereoskopie)


3. Možnosti numerického modelování (základní princip numerického modelování; 0D, 1D, 2D a 3D simulace, základní etapy práce se simulačními softwary)


4. Metoda konečných prvků (základní princip; ilustrace algoritmu MKP pro deformačně-napěťovou úlohu; rovnice MKP)


5. Nelineární úlohy MKP (geometrická, kontaktní a materiálová nelinearita; algoritmy řešení)


6. Výpočetní síť MKP (základní typy tělesových prvků; speciální typy prvků MKP, hodnocení kvality sítě)


7. Materiálové modely v MKP (popis křivky zpevnění; zkoušky mechanických vlastností; pružně plastické a hyperelastické modely)


8. Numerická simulace tváření za tepla (popis přenosu tepla; součinitel přestupu tepla; tepelná a teplotní vodivost; změna mechanických vlastností)


9. Numerická simulace tváření za vyšších rychlostí deformace (změna mechanických vlastností materiálů; implicitní/explicitní přístupy k řešení; příklady aplikací)


10. Modelování porušení tvářeného materiálu (modely fyzického a virtuálního porušení)


11. Numerické simulace svařování (cíle numerických analýz svařování, simulace svařování v prostředí MKP)


12. Simulace tepelných procesů (základní veličiny pro popis šíření tepla; simulace tepelného ovlivnění materiálu)


13. Aplikace numerického modelování ve výrobním procesu (praktické aplikace)

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.
Ing. Marek Slováček, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení se softwarem pro 3D optické měření


2. Vyhodnocení tahové zkoušky s použitím 3D optického měření


3. Vyhodnocení tahové zkoušky s použitím 3D optického měření


4. Seznámení s vybranými softwary pro simulaci tváření


5. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru


6. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru


7. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru


8. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru


9. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru


10. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru


11. Seznámení s vybraným softwarem pro simulaci svařování


12. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru


13. Vyhodnocení zpracovávaného projektu a udělení zápočtů