Detail předmětu
Počítačová podpora technologie
FSI-HPT Ak. rok: 2025/2026 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
Zajišťuje ústav
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 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
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
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