Simulace technologických procesů (FSI-HPR)

Akademický rok 2019/2020
Garant: Ing. Jan Řiháček, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámení posluchačů s možnostmi využití numerické simulace při řešení problematiky návrhu technologických procesů. Studenti získají přehled o využití numerické simulace v technologické praxi a osvojí si dovednosti nutné pro práci se simulačními softwary na bázi metody konečných prvků.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti budou seznámeni s teorií, jakož i s nejnovějšími poznatky v oboru numerických simulací, zvláště pak metody konečných prvků. Získají dovednosti pro formulaci a řešení výpočetních modelů MKP v oblastech tváření, svařování a tepelného zpracování materiálu.
Prerekvizity:
Základní znalost strojírenské technologie a počítačová gramotnost.
Obsah předmětu (anotace):
Náplní předmětu je seznámení posluchačů se základními informacemi o podstatě vybraných numerických metod používaných v současné technické praxi a hlubší seznámení s metodou konečných prvků. V rámci přednášek jsou posluchači seznámeni především s teoretickým základem a pojmy MKP z oblasti řešení deformačně-napěťových a teplotních úloh, které jsou úzce spjaty s problematikami technologií tváření, svařování a tepelného zpracování materiálu. Praktická část - cviční cílí především na obecné zásady tvorby výpočtových modelů na bázi MKP, určených k analýze technologických procesů. Studenti tak získají základní znalosti pro samostatnou orientaci v problematice numerických simulací a analýz využívajících především metodu konečných prvků.
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:
Udělení klasifikovaného zápočtu je podmíněno aktivní účastí ve cvičeních, tj. vypracováním dílčích úkolů v rámci práce s vybraným softwarem MKP a prokázáním teoretických znalostí v podobě písemného testu. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná. Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána. V případě zameškané výuky může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní zadání cvičení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Tváření:
1. Počítačová analýza a numerické metody v technické praxi
2. Základy MKP
3. Diskterizace a kvalita elementů konečnoprvkové sítě
4. Úvod do nelineárních úloh MKP
5. Materiálové modely v MKP - základy tvorby materiálových modelů
6. Materiálové modely v MKP - hyperelasticita a modely porušení
7. Algoritmy řešení nelineárních úloh

Svařování a tepelné zpracování:
8. Teoretický úvod do numerických simulací svařování
9. Metody řešení problematiky svařování
10. Tepelné procesy při svařování
11. Napětí a deformace při svařování
12. Materiál a tvorba jeho matematických modelů
13. Numerické simulace tepelného zpracování
    Cvičení s počítačovou podporou Tváření:
1. Seznámení se základy práce v softwarech na bázi MKP,
2. Základní fáze řešení tvářecích úloh v oboru MKP
3. Řešení zadané problematiky ve vybraném softwaru MKP
4. Řešení zadané problematiky ve vybraném softwaru MKP
5. Zadání a řešení samostatné práce - projektu
6. Řešení zadaného projektu
7. Odevzdání a vyhodnocení zpracovávaného projektu

Svařování a tepelné zpracování:
8. Numerická simulace svařování oceli – zadání 1
9. Numerická simulace svařování oceli – zadání 2
10. Numerická simulace svařování oceli – zadání 3
11. Numerická simulace svařování hliníkových slitin
12. Numerická simulace tepelného zpracování
13. Závěrečný písemný test, klasifikovaný zápočet
Literatura - základní:
1. ŘIHÁČEK, Jan. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: část tváření. Brno, 2015, 29 s. Sylabus.
2. ŘIHÁČEK, Jan. FSI VUT v Brně. Simulace tvářecích procesů v softwaru FormFEM: řešené příklady. Brno, 2015, 94 s.
5. VANĚK, Mojmír. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: část svařování. Brno, 2015. Sylabus.
6. VANĚK, Mojmír. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: příklady ze simulací svařování a tepelného zpracování. Brno, 2015.
Literatura - doporučená:
1. VALBERG, Henry S. Applied metal forming including FEM analysis. New York: Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-051-1729-430.
2. PETRUŽELKA, Jiří a Jiří HRUBÝ. Výpočetní metody ve tváření. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, Strojní fakulta, 2000. ISBN 80-7078-728-7.
3. GOLDAK, John A. a Mehdi AKHLAGHI. Computational welding mechanics. New York, USA: Springer, 2005, 321 s. ISBN 03-872-3287-7.
6. ESI GROUP. PAM-STAMP 2015: User´s Guide. 2015, 1080 s
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-STM Strojírenská technologie a průmyslový management -- kl 5 Povinný 2 1 L
M2I-P prezenční studium M-STM Strojírenská technologie a průmyslový management P pro absolventy B-STG kl 5 Povinný 2 1 L