346-3012/01 – Topologická optimalizace I. (TOptI)
| Garantující katedra | Katedra obrábění, montáže a strojírenské metrologie | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D. | Garant verze předmětu | Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 3 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit studenty s pokročilými konstrukčními nástroji, kterými lze optimalizovat tvary navrhovaných součástí z hlediska úspory hmotnosti se zachováním požadovaných mechanických vlastností. Studenti budou vedeni k rozvoji kostrukčního myšlení s ohledem na moderní trendy spočívající ve využití topologické optimalizace, návrhu bionických konstrukcí a mitkroprutových struktur.
Uvedené informace, zkušenosti a infrastrukturu mohou studenti dále použít pro tvorbu diplomových prací v magisterském studiu nebo dizertační práce v doktorském studiu.
Student bude schopen:
• navrhnout a vymodelovat prototypovou součást určenou k výrobě 3D tiskem,
• ovládat nástroje pro topologickou optimalizaci,
• optimalizovat model s ohledem na technologické možnosti 3D tiskáren,
• ovládat profesionální SW nástroje (Altair Inspire, Autodesk Inventor Professional).
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Projekt
Anotace
Aditivní výrobu lze charakterizovat jako víceoborovou a obecně se skládá z několika výrobních procesů a to příprava výroby a posouzení technologičnosti a konstrukce prototypů. Následují výrobní fáze (zjednodušeně výroba plastových nebo kovových prototypů) a postprocessing (tepelné zpracování, povrchové úpravy, dokončovací metody a kontrola a měření). V rámci předmětu Topologické optimalizace I. se studenti seznámí s moderními trendy v této oblasti a samotným navrhováním součástí plastových i kovových prototypů včetně živých ukázek 3D tisku v Laboratoři aditivní výroby i v praxi.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Virta, Mikael. The Capabilities of the Fused Deposition Modeling Machine Ultimakes and its Adjusting for the Bio-medical Research Purposes. Master of Science Thesis. Examiner: Minna Kellomäko. 2013. 107 p. Faculty of Engineering Sciences. Tampere University of Technology.
WOHLERS, T., GORNET, T. History of additive manufacturing. Wohlers Report. 2014. Wohler Associates.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
samostatný Semestrální projekt
Test
E-learning
Studijní materiály jsou umístěny na lms.vsb.cz.
Další požadavky na studenta
Znalost kreslení v CAD programu, obecné znalosti o strojírenské technologii a materiálovém inženýrství.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Úvod do topologické optimalizace
2. Základy topologické optimalizace a seznámení se softwarem
3. Základy metody konečných prvků
4. Stanovení požadavků a okrajových podmínek výpočtu
5. Technologičnost konstrukce vztažená k možnostem výroby optimalizovaných dílů
6. Případová studie : Analitycký výpočet, MKP, stanovení oblasti optimalizace
7. Případová studie : Nastavení topologické optimalizace
8. Případová studie : Redesign s polyNURBS
9. Případová studie : Kontrolní výpočet pomocí MKP a hodnocení výsledků
10. Projekt: Zadání projektu
11. Projekt: Samostatná práce na projektu
12. Projekt: Samostatná práce na projektu
13. Projekt: Odevzdání a konzultace výsledků
14. Závěrečné hodnocení
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky