Virtuální prototypy (FSI-QVP)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je získání teoretických a praktických znalostí v oblasti virtuálních prototypů. Studenti se seznámí s multi-body software a s jejich vývojovými trendy.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o tom, které problémy je možné řešit s využitím multi-body software, která data potřebují k vytvoření modelu a jaké výsledky mohou získat. Studenti rovněž získají nezbytné znalosti, které jim umožní samostatně tvořit multi-body modely s použitím softwarových nástrojů.
Prerekvizity:
Maticový počet. Základní znalost numerické matematiky. Základy technické mechaniky, kinematiky a dynamiky.
Obsah předmětu (anotace):
Využití virtuálních prototypů významně redukuje čas nutný na vývoj motorových vozidel. Prototypy dovolují ověřit a optimalizovat vlastnosti vozidla před tím, než je postaven prototyp. Student v tomto předmětu nejen získá teoretické, ale i praktické znalosti v této oblasti. Pro praktickou část výuky je zvolen software ADAMS, který je jedním z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších programů pro výpočty v oblasti dynamiky vozidel.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí modelování v multi-body software.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:
Znalost podstaty probíraných problémů a praktické realizace výpočetních prací s využitím
výpočetní techniky a potřebného softwarového vybavení. Aplikace znalostí je prověřována na zadaných příkladech. Podmínkou udělení zápočtu je samostatné vypracování zadaných úloh bez závažných nedostatků. Průběžná kontrola studia je prováděna na příkladech.
Zkouška:
Během zkoušky jsou prověřovány a hodnoceny znalosti, týkající se podstaty probíraných problémů, způsobů řešení a jejich aplikace v řešených úlohách.
Zkouška se skládá z písemné části (kontrolního testu) a z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: 1. Hodnocení práce ve cvičeních (hodnocení vypracovaných úloh). 2. Výsledek písemné části zkoušky (kontrolního testu). 3. Výsledek ústní části zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka ve cvičení je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů se řeší individuálně s vyučujícím předmětu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod (multi-body formalismus a ostatní technologie).
2. Základní typy modelů.
3. Základní prvky multi-body simulačních programů a proces modelování.
4. Základní prvky multi-body simulačních programů a proces modelování.
5. Souřadné systémy, metody určení polohy a orientace.
6. Uzavřené kinematické řetězce – problém nadbytečných souřadnic.
7. Numerické řešení – soustava diferenciálních rovnic a algebraických rovnic.
8. Numerické řešení – soustava diferenciálních rovnic a algebraických rovnic.
9. Počet stupňů volnosti – Vliv na způsob modelování mechanismu.
10. Typy analýz.
11. Typy analýz.
12. Speciální modelovací prvky (pneumatiky).
13. Softwarové řešení a nové trendy.
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Vzorový příklad - návrh uzavírajícího mechanizmu (1.-7. týden).
Studenti řeší přiklad za přímého vedení vyučujícího. K dispozici je rovněž detailní příručka průvodce řešením.
2. Příklad k samostatnému řešení - pětiprvková náprava (8.-12. týden).
Studenti řeší příklad samostatně a konzultují problémy s vyučujícím.
3. Přehled modulů programového systému ADAMS (13. týden).
Literatura - základní:
1. STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0
2. BLUNDELL, M., HARTY, D. The multibody systems approach to vehicle dynamics. Second edition. Boston, MA: Elsevier, 2015. ISBN 978-008-0994-253.
3. SCHIEHLEN, W. (ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin: Springer-Verlag, 1990
4. ADAMS/View. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation.
5. ADAMS/Solver. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation.
Literatura - doporučená:
1. Getting Started Using ADAMS/View. [on-line Adams software tutorial] MSC.Software Corporation.
3. STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0
4. SCHIEHLEN, W. (ed.) Dynamics of High-Speed Vehicles. Wien-New York: Springer-Verelag, 1982
5. BLUNDELL, M., HARTY, D. The multibody systems approach to vehicle dynamics. Second edition. Boston, MA: Elsevier, 2015. ISBN 978-008-0994-253.
6. PACEJKA, Hans B. Tire and vehicle dynamics. Third Edition. Amsterdam: Elsevier, 2012. ISBN 9780080970165.
7. Road vehicles - Vehicle dynamics and road-holding ability – Vocabulary, ISO8855 : 2011 (E/F), International Organization for Standardization, Switzerland
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- zá,zk 6 Povinný 1 1 L
N-ADI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 6 Povinný 2 1 L