653-2019/01 – Modelování a simulace chování materiálu (MSChM)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrství a recyklaceKredity4
Garant předmětuIng. Josef Hlinka, PhD.Garant verze předmětuIng. Josef Hlinka, PhD.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
HLI055 Ing. Josef Hlinka, PhD.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+0

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. TOTTEN, G. E. Steel Heat Treatment I. Boca Raton: CRC Press, 2007. ISBN 0-8493-8455-9. KOBAYASHI, S., S. OH and T. ALTAN. Metal Forming and the Finite-Element Method. Oxford: Oxford University Press, 1989. ISBN 0-19-504402-9.

Doporučená literatura:

JANČÍKOVÁ, Z. Teorie systémů. E-learning, VŠB – TU Ostrava, 2012. JANČÍKOVÁ, Z. Umělé neuronové sítě v materiálovém inženýrství. Ostrava: VŠB - Technická univerzita Ostrava. Studijní opora, 2006. ISBN 80-248-1174-X. DIETMANN, U. Calculation of Steel Data Using JMatPro. In: COMAT 2012: 21. 11. - 22. 11. 2012, COMTEF. Ostrava: Tanger, 2012, s. 1-6. ISBN 978-80-87294-34-5.

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

Kombinovaná forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  36 3
Rozsah povinné účasti: Vypracování zadaných projektů.

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP: Splnění všech povinných úkolů v individuálně dohodnutých termínech.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2023/2024 (B0715A270004) Materiálové inženýrství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2023/2024 (B0715A270004) Materiálové inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0715A270004) Materiálové inženýrství K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2022/2023 (B0715A270004) Materiálové inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky



2023/2024 letní
2022/2023 letní