Praktické aplikace MKP (FSI-KAM)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Při návrhových a kontrolních výpočtech procesních zařízení je v současnosti hojně využívána metoda konečných prvků (MKP). Tento předmět představuje druhou část dvousemestrálního kurzu a jeho cílem je seznámit studenty s přístupy norem k využití MKP a připravit je tak na řešení problémů v průmyslové praxi. Studenti budou používat ANSYS Workbench.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti si prohloubí dovednosti vhodné aplikace MKP v procesech návrhu nových zařízení, určování zbytkové životnosti již provozovaných zařízení a hledání příčin poškozování nevhodně fungujících zařízení. Budou umět zvolit vhodnou normu, řídit se jejími požadavky na numerické analýzy a ovládat příslušné metody hodnocení výsledků. Praktické znalosti pracovních postupů v softwaru ANSYS Workbench mohou snadno aplikovat při použití libovolného MKP softwaru.
Prerekvizity:
Základní znalosti z pružnosti a pevnosti, mechaniky, mezních stavů a nauky o materiálu.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je zaměřen zejména na úlohy z praxe; rutinní kontrolní výpočty při návrhu zařízení a hledání příčin poškozování již provozovaných zařízení. Studenti se na případových studiích, ve kterých byla analyzována reálná zařízení z praxe, naučí zásady přípravy modelů a metody hodnocení výsledků analýz, které jsou v souladu s normami (EN 13445, Eurokódy, ASME BPVC). Analýzy budou prováděny pomocí softwaru ANSYS Workbench.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet bude udělen za aktivní účast ve cvičeních.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních je povinná a případná absence řešena samostudiem probíraného tématu.
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s počítačovou podporou 1. týden - teoretický úvod k MKP
- seznámení se s pracovním prostředím programu ANSYS
- ovládání programu
- tvorba geometrie
- práce s modelem
- příklad na procvičení

2. týden - tvorba sítě modelu
- možnosti zadávání materiálových charakteristik
- zadávání okrajových podmínek
- příklad na procvičení

3. týden - řešič programu
- vyhodnocování výsledků analýz
- tvorba toolbarového menu
- řešení strukturálních úloh

4. týden - tvorba maker
- práce s nimi
- řešení teplotních úloh

5. týden - řešení kontaktních úloh
- modální analýza
- řešení stabilitních úloh

6. týden - řešení úloh potrubních sítí
- řešení nátrubků tlakových nádob

7. týden - řešení úloh potrubních sítí
- řešení částí tlakových nádob

8. týden - řešení částí tlakových nádob

9. týden - řešení částí výměníků tepla

10. týden - řešení částí kolonových aparátů

11. týden - úvod do metody FSI (Fluid Structure Interaction)

12. týden - vzorový příklad na procvičení

13. týden - řešení potrubní sítě s užitím FSI
Literatura - základní:
1. Lee, Finite element simulations with ANSYS workbench 14: [theory, applications, case studies]. Mission, Kan: Schroff Development Corp, 2012.
2. K. L. Lawrence, ANSYS Workbench tutorial: structural & thermal analysis using the ANSYS Workbench release 14 environment. Mission, Kan: SDC Publ., Schroff Development Corporation, 2012.
3. S. Tickoo, Ansys workbench 14.0: a tutorial approach. S.l.: Cadcim Technologies, 2012.
4. Český normalizační institut, ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA, Netopené tlakové nádoby, ČSN EN 13445. 2015.
Literatura - doporučená:
1. Schneider, P., Vykutil, J.: Aplikovaná metoda konečných prvků
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá 3 Povinně volitelný 1 1 Z
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá 3 Povinně volitelný 2 2 Z