337-0514/01 – Aplikace MKP (APMKP)
| Garantující katedra | Katedra mechaniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | Ing. Jan Szweda, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jan Szweda, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2004/2005 | Rok zrušení | 2014/2015 |
| Určeno pro fakulty | 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
ccccccccccccccccccccccccc
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