| Akademický rok 1999/2000 |
| Garant: | doc. Ing. Jaromír Heger, CSc. | |||
| Garantující pracoviště: | ÚMTMB | |||
| Jazyk výuky: | čeština | |||
| Cíle předmětu: | ||||
| Cílem kursu je seznámit studenty se základními principy metody konečných prvků a s její pratickou aplikací při modelování různých problémů mechaniky kontinua. Výuka je konkrétně zaměřena na použití programového systému ANSYS, který je rozšířen na vysokých školách, vědeckých ústavech a v průmyslových podnicích u nás i v zahraničí. |
||||
| Výstupy studia a kompetence: | ||||
| Studenti si osvojí základní pojmy z oboru metody konečných prvků. Naučí se požívat ji k řešení problémů mechaniky kontinua na složitých dvou i trojrozměrných oblastech jako nadstavbu k dosud poznaným řešením analytickým. Použitelnost získaných znalostí pro studenty matematického inženýrství je ve všech oborech mechaniky kontinua pevné i fluidní fáze. Získaných znalostí lze vhodně použít při řešení diplomových prací. |
||||
| Prerekvizity: | ||||
|   | ||||
| Obsah předmětu (anotace): | ||||
| Korektní problémy mechaniky kontinua. Alternativní způsoby řešení diferenciálních rovnic. Variační metody - Ritzova metoda, metoda konečných prvků. Historie metody konečných prvků. Algoritmus metody, numerická realizace okrajových podmínek. Algoritmy řešení systémů rovnic konečných prvků. Klasický variační přístup. Aproximační funkce na přímkovém a trojúhelníkovém prvku. Alternativní způsoby nalezení variačních principů. Metoda vážených reziduí (Weighted Residual Method). Konečné prvky a interpolační funkce. Programový systém ANSYS a jeho možnosti. Ukázky praktických aplikací. Organizace programu, databáze, pracovní soubory. Preprocessing - solid modeling, direct meshing. Aplikace okrajových podmínek a vlastní řešení. Postprocessing. Top-Down modeling, Bottom-Up modeling. Souřadnicové systémy. Pracovní roviny. Selekce entit. Booleovské operace. Komponenty, sestavy. APDL. |
||||
| Metody vyučování: | ||||
|   | ||||
| Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
| Požadavky pro zápočet: - aktivní účast ve cvičeních - samostatné zvládnutí řešených úloh - vypracování semestrální práce na zadané téma |
||||
| Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
|   | ||||
| Typ (způsob) výuky: | ||||
| Přednáška | 11 × 2 hod. | nepovinná | ||
| Cvičení na počítači | 11 × 2 hod. | povinná | ||
| Osnova: | ||||
| Přednáška | 1. Mechanika kontinua, korektní problémy mechaniky kontinua. Alternativní způsoby řešení parciálních diferenciálních rovnic. 2. Variační metody - Ritzova metoda, metoda konečných prvků. Aproximační funkce na přímkovém a trojúhelníkovém prvku. 3. Programový systém ANSYS a jeho vlastnosti. Řešení technických úloh. Organizace programu. Databáze. Pracovní soubory programu ANSYS. 4. Grafické menu. Interaktivní a dávkový způsob práce. Preprocessing. 5. Solid Modeling (Top-Down, Bottom-Up, diskretizace). Direct Meshing. 6. Aplikace okrajových podmínek a vlastní řešení problémů. 7. Postprocessing - vyhodnocování výsledků řešení. 8. Souřadnicové systémy, pracovní roviny. 9. Selekce geometrických entit, Booleovské operace. 10. Komponenty, sestavy. Grafické výstupy z ANSYSu. Program DISPLAY. 11. Násobné zátěžné kroky. ANSYS Parametric Design Language (APDL). |
|||
| Cvičení na počítači | V průběhu semestru budou řešeny 3 praktické příklady: 2 z oblasti pružnosti a pevnosti, 1 z oblasti vedení tepla (prostup tepla okenní stěnou). Studenti se naučí ovládat ANSYS tak, aby grafických výstupů mohli používat jako součástí ročníkových projektů či diplomových prací. Zvládnutí problematiky prokáží vypracováním semestrální práce. |
|||
| Literatura - základní: | ||||
| 1. Zienkiewicz, O. C.: The Finite Element Method, 3rd ed., , 0 | ||||
| 2. Hinton, E. - Owen, D. R. J.: Finite Element Programming, , 0 | ||||
| 3. Huebner, K. H. - Thornton, E. A. - Byrom, T. G.: The Finite Element Method for Engineers, 3d ed., , 0 | ||||
| Literatura - doporučená: | ||||
| 1. ANSYS User's Manuals: Analysis Guides, , 0 | ||||
| 2. ANSYS User's Manuals: Commands Manual, , 0 | ||||
| 3. ANSYS User's Manuals: Elements Manual, , 0 | ||||
| Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
| Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
| M2301-5 | prezenční studium | Matematické inženýrství | -- | kl | 4 | Povinný | 2 | 2 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile