Název:	Počítačem podporovaná konstrukce strojů
Zkratka:	PPK
Typ:	povinně volitelný
Rozsah:	14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny laboratorních cvičení
Kredity:	5
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra textilních a výrobních strojů FS TUL
Přednášející:	Doc. Ing. Jaroslav Beran, CSc.

 
Stručná anotace předmětu:

Aplikace metody konečných prvků v konstrukci strojů. Orientace ve výpočtových systémech založených na diskretizaci těles a jejich napojení na CAD. Tvorba výpočtového modelu, způsoby generování sítě konečných prvků. Základní knihovna konečných prvků. Okrajové podmínky. Konvergence a přesnost řešení MKP, h-metoda a p-metoda. Konkrétní práce s programovým produktem využívajícím MKP pro podporu inženýrských výpočtů.

 
Témata přednášek:

Význam výpočtových systémů na bázi MKP pro inženýrské výpočty v konstrukci strojů. Zkrácení cyklu od návrhu k výrobě. Integrace MKP do systémů CAD/CAM.

Základní koncepce integrovaných celků programových systémů MKP, modulová architektura výpočtových systémů. Charakteristika jednotlivých modulů.

Typy úloh a rozdělení programových systémů pro podporu inženýrských výpočtů. Preprocesing, procesing a postprocesing,

Preprocesory. Grafický preprocesor, zásady pro tvorbu geometrického modelu, definice základních rysů geometrického modelu. Základní parametry sítě konečných prvků. Přímá a automatická generace sítě, řízená generace sítě.

Definice vlastností modelu (typ prvku, materiálové vlastnosti, okrajové podmínky, typ zatížení). Definování okrajových podmínek. Příprava a verifikace vstupních dat procesoru.

Knihovna konečných prvků, charakteristika základních prvků a jejich užití pro modelování konstrukcí. Knihovny materiálových charakteristik.

Procesory, typy analýz, konstrukční analýza, analýza polí mechanických napětí a deformací, analýza teplotních polí.

Konvergence a přesnost řešení MKP, odhad diskretizační chyby výpočtu, možnost ovlivnění chyby, adaptivní algoritmus metody konečných prvků, h-metoda a p-metoda.

Postprocesory, interaktivní grafický postprocesor, práce s modelem, interpretace a animace výsledků.

Submodelování a reanalýza modelu. Optimalizace tvarů a hmotnosti modelu.

 
Náplň cvičení:

Program cvičení je zaměřen zejména na praktické řešení úloh ve zvoleném komerčním systému MKP. Jedná se o aplikace z konstrukce strojů a jejich mechanismů. Studenti se seznamují s vybraným softwarem využívajícím metodu konečných prvků. Důraz je kladen na tvorbu jednoduchých výpočtových modelů konstrukcí a strojních součástí, na zadávání jejich vlastností a okrajových podmínek a na postup při vytváření sítě konečných prvků. Pozornost je dále věnována interpretaci výsledků řešení jednotlivých úloh.

Studentům je zadána individuální semestrální práce, která zahrnuje tvorbu složitějšího výpočtového modelu, definování okrajových podmínek včetně zatížení, řešení výpočtového modelu a vyhodnocení výsledků.

 
Literatura:

Kolář V., Němec I., Kanický V.: FEM principy a praxe metody konečných prvků. Computer Press, Praha 1997

Kanócz A., Španiel M. : Metoda konečných prvků v mechanice poddajných těles. Skriptum ČVUT, Praha 1998

Zienkiewicz, O. - Morgan, K.: Finite Elements and Approximation. New York, John Wiley and Sons, 1983

 
Prerekvizity: -

Navazující:    -

 
Datum poslední změny: 10. 1. 2002