CAD modelování (FSI-ZM1)

Akademický rok 2020/2021
Garant: doc. Ing. David Paloušek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Absolventi budou schopni aplikovat pokročilé přístupy a principy 3D parametrického a plošného modelování a specializované nástroje podporující návrhový proces ve strojírenství při řešení inženýrských problémů a úloh.
Výstupy studia a kompetence:
- Zkušenost s vytvářením 3D konstrukčních dat na inženýrské úrovni.
- Schopnost aplikovat metodiku návrhu a modelovací přístupy na konstrukční uzly, sestavy a celé výrobky.
- Znalost tvorby parametrických a algoritmicky řízených CAD modelů.
- Znalost specializovaných strojírenských CAD modulů.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti konstruování, CAD systémů, statiky, kinematiky.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje s pojmy a teoretickým základem tvorby CAD dat, pokročilými modelovacími nástroji a metodikou práce ve strojírenských parametrických programech, tvorbou součástí a sestav, adaptivitou, parametrizací, objemovým i plošným modelováním a tvorbou výkresové dokumentace. Pozornost je věnována především osvojení softwarových konstrukčních nástrojů a jejich aplikaci na konkrétní produkty. Předmět poskytuje praktické zvládnutí inženýrských nástrojů pro řešení strojírenských a multioborových úkolů a problémů a integruje poznatky získané v základním studiu v předmětech zaměřených na konstruování strojů a mechanismů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí softwarových konstrukčních nástrojů.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vytvoření modelu zadané součásti.
Zkouška: předmět je zakončen testem na konci semestru.
<p>Test prověřuje osvojení znalostí získaných na přednáškách, je orientován především na oblast virtuálního prototypování, počítačové grafiky a digitálních technologií v návrhovém procesu.</p>
<p>- celkem je možno získat až 60 bodů, </p>
<p>- výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS. </p>
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na 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:
    Přednáška  8 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  8 × 4 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška Oblasti přednášek:
- Úvod do CAD, historie, rozdělení, pojmy, PLM.
- Modelovací přístupy: objemové, plošné a polygonální modelování, modelování dynamických jevů.
- Algoritmické modelování a generativní design
- Modelování struktur a periodických prvků
- Kustomizace CAD modelu, algoritmické modelování, generování CAD dat pro 3D tisk
- Prezentace těles a ploch
- Datové formáty - STEP, X_B, SAT, VRML, STL, X3D, OBJ.
- Integrace digitálních modelů s reálným světem, virtuální realita.
    Cvičení s počítačovou podporou - Nastavení programu Autodesk Inventor, základy modelování
- Kinematika, reprezentace
- Design accelerator - hřídele, rámové konstrukce
- Sestavy, svarky, Kabely
- Topologiská optimalizace, přemodelování
- Dynamická simulace, propojení s MKP
- MKP, propojení s parametry
- Parametrizace, propojení s Excelem
- Tvorba plastových součástí
- Výkresová dokumentace
- Prezentace, rendry
- Úvod do skriptovacího pluginu Grasshopper pro Rhinoceros
- Parametrizace součásti v Grasshopperu - parametrizace nerovinného výpalku
- Parametrizace součásti v Grasshopperu - performativní design
- Generativní design v Grasshopperu - Krycí box - parametrizace ploch
- Generativní design v Grasshopperu - Kryt - generativní povrchy
Literatura - základní:
1. XU, Xun. Integrating Advanced Computer-Aided Design, Manufacturing, and Numerical Control: Principles and Implementations. IGI Global. 2009. Dostupné z: https://app.knovel.com/hotlink/toc/id:kpIACADMNJ/integrating-advanced/integrating-advanced
Literatura - doporučená:
1. PEDDIE, Jon. Augmented Reality [online]. Springer International Publishing, 2017 [cit. 2019-08-08]. DOI: 10.1007/978-3-319-54502-8. ISBN 978-3-319-54501-1. Dostupné z: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-54502-8.
2. ŽÁRA, Jiří. Moderní počítačová grafika. Brno: Computer Press, 2004, 609 s. ISBN 80-251-0454-0.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-KSI-P prezenční studium --- bez specializace -- kl 4 Povinný 2 1 Z
M2A-P prezenční studium M-PDS Průmyslový design ve strojírenství -- kl 4 Volitelný 2 1 Z
M2A-P prezenční studium M-PDS Průmyslový design ve strojírenství -- kl 4 Volitelný 2 2 Z