Počítačová podpora konstruování a výroby (FSI-OPP-A)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Jan Šplíchal, Ph.D.  
Garantující pracoviště: LÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Cílem je seznámit studenty s metodami navrhování leteckých konstrukcí s využitím počítačových systémů a základních znalostí o platných principech
navrhování leteckých konstrukcí.
Výstupy studia a kompetence:
Základní znalosti a dovednosti při práci na pracovních stanicích,
seznámení se s filozofií systémů určených pro navrhování konstrukcí
pomocí 3D modelů. Základní znalosti užívání systému CATIA V5.
Prerekvizity:
Základní znalosti počítačové geometrie. Základní znalost některého nižšího CAD systému (AutoCad, Inventor ap.).
Obsah předmětu (anotace):
Komplexní přehled prostředků a metod počítačové podpory konstruování letadel, kontroly a výroby částí letadel. Metody zefektivnění procesu konstruování od počátečního návrhu, přípravy výroby až k finálnímu zpracování výkresové dokumentace, či přímému opracování pomocí NC strojů. Teorie modelování pomocí plošných i objemových objektů v systému CATIA V5.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínkou udělení zápočtu je odevzdání semestrálního projektu v požadovaném termínu a kladné hodnocení práce garantem kurzu. Zhodnocení práce je provedeno s každým studentem individuálně a je oznámkováno podle platné stupnice.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Přednášky i cvičení jsou povinná a účast je kontrolována třídní knihou (min. 80%). Odůvodněná nepřítomnost může být nahrazena konsultacemi.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do oblasti počítačové podpory konstrukce a výroby letadel. Úvod do přímého modelování základní geometrie v modelovém prostoru.
2. Skicář, vytvoření skicovacího prostředí, nastavení rastru, hlavní nástroje. Konstruování těles vycházejících ze skici. Tažená, tělesa, kapsy, rotační tělesa, ap.
3. Vytváření technické dokumentace. Vytvoření výkresu, vložení pohledů, nástroje pro úpravu, kótování, tisk výkresu.
4. Tělesa vycházející z ploch. Transformační operace (Posun, rotace, symetrie, změna měřítka.)
5. Modelování ploch, základní operace. Výplňová plocha, plocha z více řezů, vytažená plocha. Speciální plochy (kulová, válcová).
6. Pokročilé operace s plochami (dělení, ořezávání ploch, jejich spojování). Zajištění spojitosti navazujících křivek a ploch. Úrovně spojitosti, okrajové podmínky pro zajištění požadované úrovně spojitosti.
7. Modelování tenkostěnných leteckých konstrukcí z plošných modelů konstrukčních částí letounu.
8. Vytváření sestav, způsoby připojení a dělení konstrukčních celků. Vložení existujícího komponentu, přemístění a tvorba polohových omezení.
9. Tvorba kinematických mechanismů, okrajové podmínky a propojení jednotlivých částí konstrukce.
10. Analýza navržených křivek a ploch. Kontrola hladkosti a vzájemné návaznosti ploch.
11. Tvorba plošných modelů a tenkostěnných konstrukcí pomocí speciálních nástrojů pro oblast letectví.
12. Úvod do počítačové podpory výroby a simulace obrábění konstrukčních částí.
13. Úvod do objektového programování a podpory konstruování.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Úvod do oblasti počítačové podpory konstrukce a výroby letadel. Úvodní seznámení s CAD systémem CATIA V5.
2. Počáteční návrh ve skicáři a vytvoření součástky tažením ze skici. Tvorba základních objemových součástí a těles vycházejících ze skici.
3. Tvorba technické dokumentace. Základy pevnostní analýzy pomocí metody konečných prvků v programu CATIA V5.
4. Modelování plošných objektů. Definování základní geometrie lichoběžníkového aerodynamicky i geometricky krouceného křídla a geometrie křidélek.
5. Vytvoření plošného modelu trupu podle nákresu letounu v modulu Freestyle programu CATIA V5
6. Tvorba referenčního plošného modelu trupu a koncového oblouku křídla.
7. Modelování tenkostěnných leteckých konstrukcí. Definice referenčního plošného modelu vodorovných ocasních ploch.
8. Vytvoření sestavy křídla, křidélka a vztlakové klapky z dříve vytvořených modelů. Instalace figuríny pilota do sestavy letounu.
9. Využití této sestavy k modelování mechanismu táhlového ovládání kormidel letounu.
10. Řešení kinematiky diferencovaných křidélek v modulu Kinematics programu CATIA V5.
11. Tvorba modelů pomocí speciálních nástrojů a pokročilých nástrojů pro oblast letectví.
12. Příprava výroby a tvorba programu pro přímé opracování žeber křídla pomocí NC nástrojů.
13. Úvod do objektového programování a příklady propojení programů Python a CATIA V5.
Literatura - základní:
1. Jan Roskam: Airplane design, , 0
Literatura - doporučená:
1. elektronický manuál: CATIA V5, , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-AST-A prezenční studium --- bez specializace -- kl 4 Povinný 2 1 Z
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- kl 4 Doporučený kurs 2 1 Z
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- kl 4 Doporučený kurs 2 2 Z