330-3008/01 – Metoda konečných prvků (MKP)

Garantující katedra	Katedra aplikované mechaniky	Kredity	5
Garant předmětu	prof. Ing. Radim Halama, Ph.D.	Garant verze předmětu	prof. Ing. Radim Halama, Ph.D.
Úroveň studia	pregraduální nebo graduální	Povinnost	povinný
Ročník	1	Semestr	zimní
		Jazyk výuky	čeština
Rok zavedení	2016/2017	Rok zrušení
Určeno pro fakulty	FMT	Určeno pro typy studia	navazující magisterské

Výuku zajišťuje
Os. čís.	Jméno	Cvičící	Přednášející
FRY72	prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng.
FUS76	doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.
HAL22	prof. Ing. Radim Halama, Ph.D.
ROJ71	Ing. Jaroslav Rojíček, Ph.D.
SOT0036	Ing. Martin Šotola, Ph.D.

Rozsah výuky pro formy studia
Forma studia	Zp.zak.	Rozsah
prezenční	Zápočet a zkouška	2+3

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Naučit studenty teoretické základy metody konečných prvků (MKP) a postupy při řešení úloh biomechaniky s využitím této numerické metody. Naučit studenty řešit vybrané úlohy biomechaniky pomocí MKP.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět tvoří základ pro využívání metody konečných prvků v technické praxi. Formuluje nelineární aparát mechaniky kontinua. Obsahem jsou obecné formulace mechaniky kontinua, základy linearizace, úvod do variačních metod, konečně aplikace MKP na konkrétní typy úloh lineární pružnosti.

Povinná literatura:

[1] Zienkiewicz, O. C., Taylor, R. L. The Finite Element Method (Volume 1 - 3), Butterworth-Heinemann, Oxford 2000, ISBN 0-7506-5049-4 [2] Lenert, J.: Úvod do metody konečných prvku, VŠB – TU Ostrava, 1999, ISBN 80 – 7078 – 686 – 8

Doporučená literatura:

BITTNAR, Z. a J. ŠEJNOHA. Numerické metody mechaniky 1,Praha: Vydavatelství ČVUT,1992. LARSON, M. G., BENGZON F. The Finite Element Method: Theory, Implementation, and Applications. Springer Science & Business Media, 2013. ISBN-13: 978-3642332869.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

test, samostatné analýzy

E-learning

Další požadavky na studenta

provedení analýz MKP, samostatné řešení projektu

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Problematika modelování, analytické a numerické přístupy k řešení problémů 2. Opakování matematiky potřebné pro další studium (vektory, matice, řešení soustav rovnic, transformace) 3. Numerická matematika (interpolace, aproximace, řešení soustav rovnic, chyby). 4. Opakování základních poznatků mechaniky (statika, kinematika, dynamika, pružnost a pevnost) 5. Metoda konečných prvků – historie MKP a její aplikace v biomechanice, základní myšlenky, přímá tuhostní metoda (úvod). 6. Přímá tuhostní metoda (dokončení). 7. Variační formulace úlohy pružnosti – princip minima potenciální energie 8. Obecná formulace MKP – analýza prvků 9. Obecná formulace MKP – analýza konstrukce 10. Typy prvků a jejich použití 11. Stacionární a Nestacionární úlohy řešené pomocí MKP (statické analýzy, stabilita) 12. Stacionární a Nestacionární úlohy řešené pomocí MKP – (modální analýza, transientní analýza) 13. Úvod do nelineárního MKP, Teplotní úlohy v MKP, Kombinované úlohy 14. Aplikační poznámky při využívání MKP pro řešení úloh biomechaniky.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2016/2017 zimní semestr)

Název úlohy	Typ úlohy	Max. počet bodů (akt. za podúlohy)	Min. počet bodů	Max. počet pokusů
Zápočet a zkouška	Zápočet a zkouška	100 (100)	51
Zápočet	Zápočet	35	15
Zkouška	Zkouška	65	16	3

Rozsah povinné účasti: Získané znalosti studentů jsou průběžně ověřovány v průběhu jednotlivých hodin formou diskuse a dotazů s cílem aktivního zapojení studentů do výuky. Studenti vypracují programy dle individuálního zadání. Znalosti studentů jsou na konci semestru ověřovány ústní zkouškou.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Pro splnění zápočtu studenti odevzdají zadané semestrální práce. Na základě úspěšně složeného zápočtu musí složit ústní zkouškou.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rok	Program	Obor/spec.	Forma	Jazyk výuky	Konz. stř.	Ročník	Typ povinnosti
2023/2024	(N0788A270001) Biomechanické inženýrství		P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2022/2023	(N0788A270001) Biomechanické inženýrství		P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2021/2022	(N0788A270001) Biomechanické inženýrství		P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2020/2021	(N0788A270001) Biomechanické inženýrství		P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N3923) Materiálové inženýrství	(3901T077) Biomechanické inženýrství	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2019/2020	(N0788A270001) Biomechanické inženýrství		P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2018/2019	(N3923) Materiálové inženýrství	(3901T077) Biomechanické inženýrství	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2017/2018	(N3923) Materiálové inženýrství	(3901T077) Biomechanické inženýrství	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán
2016/2017	(N3923) Materiálové inženýrství	(3901T077) Biomechanické inženýrství	P	čeština	Ostrava	1	povinný	stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název bloku	Akademický rok	Forma studia	Jazyk výuky	Ročník	Z	L	Typ bloku	Vlastník bloku

Hodnocení Výuky

2022/2023 zimní

2020/2021 zimní