636-2019/01 – Modelování a simulace chování materiálu (MSChM)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | 2022/2023 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | bakalářské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student bude schopen:
-vysvětlit význam simulací a modelování v materiálovém inženýrství;
- pochopit základní způsoby modelování a simulací; porozumět významu databází pro simulace a modelování;
- využít vybrané druhy softwaru pro modelování mikrostruktury a vlastností pro nejdůležitější technologické operace;
- vnímat nutnost experimentálního ověření výsledků modelování a simulací.
Vyučovací metody
Přednášky
Semináře
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je věnován základům modelování a simulace v materiálovém inženýrství. Pozornost je zaměřena na oblast matematického a fyzikálního modelování, resp. simulací, a to zejména pro nejvýznamnější děje a/nebo technologické operace, které probíhají v důležitých technických materiálech. Studenti budou seznámeni s možnostmi modelování a simulace procesů krystalizace, zpracování materiálů (tváření, tepelné zpracování, svařování apod.). Studenti se naučí pracovat s některými softwary, využívanými v inženýrské praxi. Součástí předmětu bude také fyzikální modelování, a to zejména u časově závislých degradačních procesů. Důraz bude kladen na možné hranice modelování a simulací, resp. na nutnost experimentálního ověřování výsledků simulace a modelování.
Povinná literatura:
VODÁREK, V. Modelování a simulace chování materiálu. Ostrava: VŠB - TUO. Studijní opora, 2019. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Simulace.pdf.
BLAHETA, R. Matematické modelování a metoda konečných prvků. Ostrava: VŠB- TUO. Studijní opora, 2012, 117s.
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Průběžné ověření studijních výsledků:
prezenční forma studia - 2 písemné testy, 2 programy zpracované v průběhu semestru;
kombinovaná forma studia - 1 semestrální projekt.
Závěrečné ověření studijních výsledků:
prezenční i kombinovaná forma studia - písemná zkouška.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky nejsou.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Význam modelování a simulací v moderním materiálovém inženýrství.
2. Matematické modelování – základní principy, metoda konečných prvků, modely umělých neuronových sítí.
3. Databázové systémy v materiálovém inženýrství.
4. Simulace technologických procesů. Numerické simulace procesu svařování – predikce mikrostruktury, tvrdosti, vnitřních napětí a deformací.
5. Základní principy modelování mikrostruktury – predikce termodynamicky rovnovážného stavu, modelování kinetiky strukturních změn, aplikace výsledků modelování mikrostruktury při experimentálním studiu mikrostruktury.
6. Modelování a simulace procesů rovnovážné a nerovnovážné krystalizace kovových materiálů.
7. Využití metod numerického modelování při optimalizaci technologie výroby a zpracování materiálů – parametry tepelného zpracování polotovarů / výrobků, tváření materiálů.
8. Fyzikální modelování a simulace – základní principy.
9. Modelování a simulace časově závislých procesů degradace vlastností materiálů – creep, únava, resp. creep + únava.
10. Simulace procesů poškození materiálů korozními procesy.
11. Praktická využitelnost výsledků modelování a simulací, experimentální validace výsledků modelování.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky