Úvod do MKP (FSI-KFE)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Vojtěch Turek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚPI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:

Cílem je seznámit studenty s metodou konečných prvků a jejím využití při pevnostních výpočtech zařízení v procesním průmyslu.

Výstupy studia a kompetence:

Předmět umožňuje studentům získat praktické zkušenosti s výpočty pomocí metody konečných prvků se zaměřením na procesní průmysl (tlakové nádoby, výměníky tepla, potrubí…). Nabyté teoretické a praktické znalosti si mohou v dalších semestrech rozšířit v navazujícím specializovaném předmětu „Praktické aplikace MKP (KAM)“, který studenty připraví na úspěšnou aplikaci MKP při řešení úloh v praxi.

Prerekvizity:

Základní znalosti z pružnosti a pevnosti, mechaniky, mezních stavů, nauky o materiálu a 2D/3D modelování.

Obsah předmětu (anotace):

Při návrhových a kontrolních výpočtech procesních zařízení je v současnosti hojně využívána metoda konečných prvků (MKP). Tento předmět představuje první část dvousemestrálního kurzu, jehož cílem je seznámit studenty se základními principy, výhodami a omezeními MKP. Studenti se naučí pracovní postupy v softwaru ANSYS Workbench. Na tento předmět přímo navazuje předmět Praktické aplikace MKP, který je zaměřen na praktickou stránku této problematiky.

Metody vyučování:

Předmět je vyučován formou cvičení, která jsou zaměřena na získání jak teoretického základu, tak aplikaci MKP na praktických příkladech.

Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet bude udělen za aktivní účast na cvičeních.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:

Účast na cvičeních bude kontrolována a případná absence řešena samostudiem daného tématu.

Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s počítačovou podporou

  1. Úvod do MKP
  2. Prutové prvky
  3. 2D analýzy
  4. Skořepinové konstrukce
  5. 3D analýzy
  6. Vedení tepla
  7. Tranzientní analýzy
  8. Parametrizace
  9. Kategorizace napětí
10. Kontaktní úlohy
11. Pokročilé metody tvorby sítě
12. Možnosti vyhodnocování analýz - postprocessing

Literatura - základní:
1. Lee, H.-H.: Finite element simulations with ANSYS workbench 14: Theory, applications, case studies. Schroff Development Corp., Mission, KS, USA, 2012.
Literatura - doporučená:
1. Schneider, P.; Vykutil, J.: Aplikovaná metoda konečných prvků: lineární elastická analýza rotačních skořepinových konstrukcí. PC-DIR, Brno, 1997.
2. Huebner, K. H.; Dewhirst, D. L.; Smith, D. E.; Byron, T. G.: The finite element method for engineers, 4th ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, 2001.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-PRI-P prezenční studium --- bez specializace -- 3 Povinně volitelný 2 1 L