Týmový projekt (FSI-ZKP)

Akademický rok 2019/2020
Garant: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je praktické ověření obecně známých principů za použití teoretických vědomostí z oblastí parametrického modelování, tribologie, metody konečných prvků a technických měření formou týmové práce.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají zkušenosti s efektivním a systematickým řešením technických problémů a s prací v týmu. Získají praktické zkušenosti s realizací projektu v návaznosti na předchozí teoretické studium přípravy projektu (realizace projektových fází, rozdělení kompetencí, dodržení termínů, dodržení rozpočtu, apod.). Studenti získají také praktické zkušenosti a ověření znalostí z předmětů Parametrické modelování, Tribologie, Metoda konečných prvků a Měření a experiment. Osvojí si postupy pro návrh a řízení experimentů, metody inženýrských analýz a optimalizace a praktické postupy při tvorbě výrobní dokumentace. Po absolvování kursu budou schopni efektivně řešit úlohy z daných technických oblastí, zdokonalí se ve schopnosti prezentovat a obhájit řešení problému a zlepší se tak jejich komunikační dovednosti.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti konstruování, CAD systémů, parametrického modelování (Inventor, Catia, Rhinoceros), tribologie, metody konečných prvků (ANSYS Classic), měření a experimentu, statiky, kinematiky, pružnosti a pevnosti.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět přímo navazuje na předměty Parametrické modelování - Inventor, Catia, Rhinoceros, Tribologie, Metoda konečných prvků - ANSYS Classic, Měření a experiment. Pro každý z předmětů jsou vypsána 4 zadání projektů, celkem 16. Vypsaná zadání se zaměřují na vybrané základní problémy z daných oblastí a je kladen důraz na vyvážené rozložení konstrukčních a analytických zadání. Studenti se rozdělí do týmů o 3-5 členech. Každý tým si zvolí jedno zadání z každé tematické skupiny. V průběhu semestru tedy zpracovává jeden tým 4 projekty. Každé téma je vedeno garantem projektu, který zajišťuje odborné vedení týmu formou pravidelných konzultací, poskytuje doplňující výklad teorie a další materiály ke studiu problému. Dále kontroluje postup, vysvětlí studentům jejich chyby a ukáže cesty, jak lze daný problém řešit. V závěru kurzu probíhá obhajoba výsledků projektů před komisí.
</br>
Příklady vybraných problémových situací – zadání projektů: </br>

Tribologie:</br>
Měření tření v hydrodynamickém ložisku pomocí Thurstonova experimentu.
Realizace Kirkova experimentu se zkříženými válci.
Ověření platnosti Eulerova vztahu pro vláknové tření na modelu pásové brzdy.
Vizualizace napjatosti Hertzova kontaktu.
</br>
Metoda konečných prvků:</br>
Návrh mostní konstrukce ze špejlí a jeho analýza pomocí MKP.
Deformačně-napjatostní analýza tlačné pružiny. Teplotní analýza části rámu a křídla plastového okna pomocí MKP.
Deformačně-napěťová analýza závitového spojení pomocí MKP.
</br>
Parametrické modelování: </br>
Laserový 3D skenner.
Extrudér pro 3D tiskárnu.
Kamerová hlava.
Lift pro korekci centrování optického měřicího systému.
</br>
Měření a experinent: </br>
Temperační okruhu reometru.
Měření kvality odpružení závěsu kola.
Lokalizace zdrojů hluku průmyslového vysavače.
Návrh nízkotlakého pístového reometru.</br>
Tento kurz byl v rámci projektu FabLabNet podpořen z Evropského fondu pro regionální rozvoj v programu „Interreg Central Europe“. Kurz využívá zázemí otevřené studentské dílny „StrojLab“ vybudované za podpory Ústavu konstruování a projektu FabLabNet.
Metody vyučování:
Výuka teoretického základu probíhá blokovou formou v prvních 6 týdnech semestru. V rámci koncentrované blokové výuky studenti absolvují teoretické přednášky z daných technických oblastí s ohledem na konkrétní témata projektů. Na přednášky navazují praktická cvičení s počítačovou podporou a v laboratořích, kde studenti samostatně pod dohledem garantů pracují na řešení zadaných projektů. V rámci praktických cvičení probíhají konzultace s jednotlivými garanty (doplnění znalostí, metody řešení apod.).
Je kladen důraz na systematičnost přístupu týmu k řešení zadaného problému a výběr efektivních metod řešení. V průběhu semestru jsou stanoveny dva termíny, kdy probíhá rozsáhlejší kontrola formou prezentace dosavadní práce týmu. Uvedených termínů se účastní všichni studenti a garanti z dané tematické oblasti.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: pravidelná docházka do výuky, odevzdání čtyř kompletně vypracovaných projektů v digitální a tištěné formě.
V digitální formě bude odevzdáno:
1. CAD data.
2. Technická zpráva.
3. Výkresová dokumentace.
4. Prezentace v pptx.
V tištěné formě bude odevzdáno:
1. Technická zpráva.
2. Výkresová dokumentace.
Zkouška: bude udělena na základě prezentace projektu. Výsledné hodnocení je průměrem dílčích hodnocení udělených členy komise při obhajobě projektu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Maximálně 2 omluvené absence jsou tolerovány bez nutnosti náhrady. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Laboratorní cvičení  7 × 6 hod. povinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  7 × 15 hod. povinná                  
Osnova:
    Laboratorní cvičení Laboratorní měření budou realizovány dle požadavků a cílů projektů.
Budou využity tyto laboratoře:
1. Výuková laboratoř konstruování strojů.
2. Laboratoř tribologie.
3. Laboratoř technické diagnostiky.
4. Studentská dílna.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Zadání projektů, časový plán, rozdělení kompetencí.
2. Rešerše zadaného technického problému.
3. Varianty technického řešení.
4. Kontrolní schůzka s prezentací dosažených výsledků.
5. Realizace fyzického/analytického modelu.
6. Ověření fyzického/analytického modelu.
7. Zpracování dokumentace.
Literatura - základní:
1. ULLMAN, David G. The mechanical design process: a project-based introduction. 3rd ed. Boston, Mass.: McGraw-Hill, c2003, 256 s. ISBN 00-711-2281-8.
2. P. Kosky, G. Wise, R. Balmer, W. Keat: Exploring Engineering: An Introduction for Freshman to Engineering and to the Design Process, Elsevier 2006, ISBN 978-0-12-369405-8
Literatura - doporučená:
3. Literatura doporučená garanty pro konkrétní téma projektu
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 Z