330-0517/02 – Aplikace MKP (APMKP)
| Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2024/2025 |
| Určeno pro fakulty | USP, FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
1. Identifikovat úlohy z oblasti mechaniky a definovat jejich zadání pro řešení v MKP.
2. Vysvětlit principy modelování a simulací v MKP, popsat jejich základní algoritmy a diskutovat jejich výhody a nevýhody.
3. Aplikovat teoretické znalosti na řešení praktických úloh, interpretovat získané výsledky, modifikovat postup řešení.
4. Analyzovat a ocenit získané výsledky řešené MKP simulace ve vztahu k užitým postupům a okrajovým podmínkám.
5. Diskutovat a zhodnotit postup řešení a získané výsledky MKP analýzy.
Vyučovací metody
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět rozšiřuje schopnosti studentů řešit technické problémy cestou výpočtového modelování. Základním nástrojem je metoda konečných prvků a příslušný aplikační program (ANSYS). Předmět je zaměřen na ty oblasti výpočtového modelování, jež nejsou pokryty jinými předměty. Jsou to zejména řešení nelineárních úloh (geometrická nelinearita), kontaktní úlohy, úlohy teplotní roztažnosti, vedení a sdílení tepla (ustálený stav i přechodové děje), pokročilé techniky modelování, lineární úlohy ztráty stability tvaru, parametrická optimalizace.
Povinná literatura:
1. Kolář, Kratochvíl, Leitner, Ženíšek : Výpočet plošných a prostorových
konstrukcí MKP, SNTL , Praha 1979.
2. Bittnar, Řeřicha : MKP v dynamice konstrukcí, SNTL, Praha 1981.
3. Horyl,P. : Úvodní kapitoly MKP, pomocné texty, kat. 337, VŠB Ostrava, 1992.
4. Bittnar, Šejnoha: Numerické metody mechaniky, vyd. ČVUT, Praha 1992.
5. Manuály programu ANSYS v elektronické formě
6. Petruška, J. Počítačové metody v mechanice II . ( přístupno na adrese:
http://www.umt.fme.vutbr.cz/SKRIPTA/petruska/PocitacovaMechanikaII.pdf )
Doporučená literatura:
Crisfield M. A. - Non-linear finite element analysis of solids and structures.
John Wiley & Sons Ltd, Baffins Lane, Chichester, 1997
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
Další požadavky na studenta
Žádné další požadavky nejsou stanoveny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. P:Vznik metody konečných prvků (MKP), diskretizace mechanických
struktur, variační počet v mechanice, Ritzova metoda řešení.
C:Seznámení s obsluhou počítačů a řádem počítačové učebny,
spuštění výpočetního systému, ukázka vyřešených úloh.
2. P: Deformační varianta MKP, funkce tvaru u ohybu, matice tuhosti,
vektor ekvivalentního uzlového zatížení, vnitřní silové účinky.
C:Práce s preprocesorem, body a prvky, kopírování a posuvy.
3. P:Matice tuhosti a vektor zatížení systému, optimalizace šířky pásu,
základní statická rovnice MKP, způsob ukládání matic v paměti počítačů.
C:Typy prvků, materiálové a průřezové charakteristiky prvků.
4. P:Transformace v MKP, matice tuhosti jednorozměrných prvků rovinných
a prostorových rámů, vliv pos. síly na deformaci u ohybu.
C:Řízení výpočtu, práce s postprocesorem, ukládání text. a grafických
výsledků do souborů.
5. P:Hierarchie rovinných a prostorových prvků.
C:Zadání programu č.1, samostatné řešení
6. P:Dynamické úlohy a MKP, matice hmotnosti jednorozměrných prvků,
C:Staticky určité a neurčité prutové soustavy, zatěžovací stavy.
7. P:Vlastní frekvence a tvary kmitání netlumených systémů.
C:Soustavy těles, modelování vazeb.
8. P:Metody výpočtu vlastních frekvencí a tvarů, iterační metody,
metody snižování řádů matic.
C:Kontrola a hodnocení 1. programu, zadání programu č.2, řešení.
9. P:Metoda modální analýzy, tlumení konstrukcí.
C:Modelování s 3D prvky.
10. P:Duhamellův integrál a jeho řešení,odezva pružného systému na impulsní
buzení.
C:Modelování se skořepinovými prvky.
11. P:Metody přímé integrace pohybových rovnic v dynamice.
C:Vlastní kmitání.
12. P:Ztráta stability tvaru.
C:Řešení úloh dynamiky formou přímé integrace pohybových rovnic.
13. P:Obecné vyjádření problematiky MKP.
C:Řešení problému s teplotním namáháním, hodnocení 2. programu.
14. P:Nelineární úlohy v MKP (kontaktní prvky, materiálová nelinearita).
C:Řešení úloh s materiálovou, resp. strukturální nelinearitou, zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.