Detail předmětu
Finite Element Method - Structural Analyses
FSI-ZSY-A Ak. rok: 2021/2022 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.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
– 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.
Prerekvizity
– znalosti z oblasti mechaniky, dynamiky, pružnosti a pevnosti, CAD modelování a materiálových věd na úrovni bakalářského studia strojního inženýrství.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Přednášky, cvičení, samostudium.
Způsob a kritéria hodnocení
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.
Jazyk výuky
angličtina
Cíl
Absolventi budou schopni provádět základní strukturální analýzy zaměřené na vyhodnocení stavu napjatosti součástky a jednoduché sestavy.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-ENG-A: Mechanical Engineering, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 4 kredity, povinný
Program N-KSI-P: Konstrukční inženýrství, magisterský navazující
obor ---: bez specializace, 4 kredity, 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.