CAD modelování (FSI-ZM1)

Akademický rok 2022/2023
Garant: doc. Ing. Daniel Koutný, 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:
Znalosti 3D CAD modelování, pružnosti a pevnosti, konstruování, statiky, kinematiky na úrovni bakalářského studia.
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:
Přednášky, cvičení, samostudium.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení klasifikovaného zápočtu:
- odevzdání úkolů vypracovaných ve cvičení (max. 60 bodů),
- absolvování teoretického testu (40 bodů).
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 - Úvod do CAD, historie, rozdělení, pojmy, PLM.
- Modelovací přístupy: objemové, plošné a polygonální modelování, modelování dynamických jevů.
- Reprezentace těles, křivek a ploch.
- Algoritmické modelování a generativní design.
- Kustomizace CAD modelu, zobrazování prostorových dat.
- Generování CAD dat pro 3D tisk, úvod do topologické optimalizace.
- 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.
- Topologická optimalizace, přemodelování.
- Dynamická simulace.
- MKP, propojení s parametry.
- Parametrizace, propojení s Excelem.
- Tvorba plastových součástí.
- Výkresová dokumentace.
- Prezentace modelu, rendering.
- Úvod do skriptovacího pluginu Grasshopper pro Rhinoceros.
- Parametrizace součásti v Grasshopperu - parametrizace nerovinného krytu.
- Generativní design v Grasshopperu - fyzikální vazby, kinematický model polohovacího zařízení.
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  
CŽV prezenční studium CZV Základy strojního inženýrství -- kl 4 Povinný 1 1 Z
N-KSI-P prezenční studium --- bez specializace -- kl 4 Povinný 2 1 Z
N-PDS-P prezenční studium --- bez specializace -- kl 4 Povinný 2 1 Z