Název:	Modelování mechanických procesů
Zkratka:	MMP
Typ:	povinně volitelný
Rozsah:	14 týdnů, týdně 2 hodiny přednášek + 2 hodiny seminárních cvičení
Způsob ukončení:	zkouška
Katedra:	katedra textilních a výrobních strojů FS TUL
Přednášející:	Doc. Ing. Jaroslav Beran, CSc.

 
Stručná anotace předmětu:

Modelování procesů v mechanických soustavách se soustředěnými parametry. Základy strukturální analýzy soustavy těles. Metody modelování mechanické soustavy pomocí vektorové a analytické mechaniky. Modely pružných vazeb a vůlí v kinematických dvojicích. Sestavování pohybových rovnic. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic a jejich soustav. Dynamické vlastnosti mechanických soustav a jejich optimalizace. Vybrané komerční programy pro modelování mechanických soustav.

 
Témata přednášek:

Význam a úloha modelování v procesu poznávání a optimalizace chování mechanických soustav. Základní pojmy, modelování jako experimentální proces.

Tvorba mechanických soustav, strukturální analýza soustav těles. Kinematické vazby, pohyblivost soustavy.

Mechanický a matematický model reálné mechanické soustavy. Operátorová a variační formulace úlohy.

Základní typy modelů v úlohách dynamiky. Tvorba matematického modelu mechanické soustavy se soustředěnými parametry. Analytické matematické modely a jejich formulace.

Sestavování pohybových rovnic metodami vektorové mechaniky. Metoda uvolňování.

Sestavování pohybových rovnic metodami analytické mechaniky. Základy analytické dynamiky. Lagrangeovy rovnice II. druhu, princip virtuálních prací, Hamiltonův princip, metoda redukce.

Konstrukce dynamických modelů. Numerické řešení matematických diskretizovaných modelů. Metody řešení soustavy obyčejných diferenciálních rovnic. Runge-Kutta.

Příklady řešení mechanických soustav s dokonale tuhými členy.

Modelování mechanických soustav s pružnými vazbami a vůlemi v kinematických dvojicích. Sestavení mechanických modelů a otázky jejich tlumení.

Dynamické vlastnosti mechanických soustav. Analýza a optimalizace jejich dynamického chování.

Systém Pro/MECHANICA pro analýzu a optimalizaci dynamických účinků v mechanických soustavách. Tvorba modelů v systému Pro/MECHANICA.

Citlivostní funkce a optimalizační studie.

 
Náplň cvičení:

Program cvičení je zaměřen zejména na praktické řešení individuálních zadání. Jedná se o aplikace z mechaniky textilních strojů a jejich mechanismů. Důraz je kladen na sestavování matematických modelů mechanických soustav a jejich řešení. Při řešení zadaných úloh jsou uplatňovány dva přístupy. První přístup předpokládá, že tvorba modelů bude završena návrhem řešení soustavy pohybových rovnic včetně výstupu v podobě vytvořeného programu ve vybraném programovacím jazyku. Druhý přístup předpokládá zvládnutí vybraného komerčního systému (Pro/MECHANICA, MATLAB), ve kterém budou modely vytvářeny a následně řešeny. Součástí řešení zadaných úloh bude vyhodnocení výsledků.

 
Literatura:

Ondráček,E.-Janíček,P.: Výpočtové modely v technické praxi. SNTL, Praha 1990.

Kuneš,J.-Vavroch,O.-Franta,V.: Základy modelování. SNTL, Praha 1989.

Brát,V.: Maticové metody v analýze a syntéze prostorových vázaných mechanických systémů. Academia, Praha 1981.

Juliš,K.-Brepta,R.: Mechanika, II. Díl Dynamika. SNTL, Praha 1987.

Dobiáš,I.: Nelineární dynamické soustavy s náhodnými vstupy. Academia, Praha 1988.

 
Prerekvizity: -

Navazující:    -

 
Datum poslední změny: 10. 01. 2002