Simulace technologických procesů (FSI-HPR-K)

Akademický rok 2021/2022
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, což v důsledku přispívá mj. i k jejich většímu pochopení, jakož i k posouzení různých vlivů na výsledek procesu. Studenti získají přehled o využití numerické simulace v technologické praxi a osvojí si dovednosti nutné pro základ práce se simulačními softwary.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti budou seznámeni s teorií, jakož i s nejnovějšími poznatky v oboru používaných numerických metod, zvláště pak metody konečných prvků. Získají základní dovednosti pro formulaci a řešení výpočetních modelů 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 numerického modelování 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, 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 vypracováním zadaných numerických analýz 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:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 17 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 35 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu Tváření:
1. Úvod do numerického modelování
2. Numerické metody v technické praxi
3. Základy metody konečných prvků - 1. část
4. Základy metody konečných prvků - 2. část
5. Základy metody konečných objemů
6. Materiálové modely v numerické simulaci - 1. část
7. Materiálové modely v numerické simulaci - 2. část

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
    Konzultace Tváření:
1. Seznámení se základy práce v CAE softwarech (metoda konečných prvků a metoda konečných objemů),
2. Řešení zadané problematiky v softwaru Simufact forming
3. Řešení zadané problematiky v softwaru Simufact forming
4. Řešení zadané problematiky v softwaru Simufact forming
5. Řešení zadané problematiky v softwaru Simufact forming
6. Zadání a řešení samostatné práce
7. Odevzdání a vyhodnocení zpracovávané analýzy

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.
4. ESI GROUP. SYSWELD 2015: Reference Manual. 2015, 334 s.
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  
N-STG-K kombinované studium STM Strojírenská technologie a průmyslový management -- kl 4 Povinný 2 1 L