Simulace v automobilovém průmyslu (FSI-QPA)

Cílem předmětu je seznámit studenty se soudobými výpočtovými modely, které jsou pro řešení různých typů úloh aplikovány při vývoji motorových vozidel. Výpočtové modely jsou využity pro simulace lineárních a nelineárních problémů strukturální mechaniky pomocí metody konečných prvků. Součástí je představení matematické a fyzikální podstaty výpočtových modelů a prezentace těchto modelů prostřednictvím programových prostředků.

Předmět umožní studentům získat znalosti o soudobých výpočtových modelech, aplikovaných v rámci úloh strukturální mechaniky pohonných jednotek a motorových vozidel. Získané schopnosti umožní studentům provádět analýzy pevnostní mechanických struktur, vedení tepla v pevných tělesech, velkých deformací, kontaktů těles nebo rychlých dynamických dějů.

Znalosti matematiky vyučované na bakalářském studiu a nezbytně zahrnující lineární algebru (matice, determinanty, soustavy lineárních rovnic apod.), diferenciální a integrální počet a obyčejné diferenciální rovnice.
Znalosti základů kinematiky, dynamiky, pružnosti a pevnosti.

Vazby k jiným předmětům:
povinná korekvizita: Motorová vozidla [QMV]
doporučená korekvizita: Traktory [QT]
povinná korekvizita: Dynamika vozidel [QDY]
povinná korekvizita: Dynamika vozidel [QDY-A]

Předmět má seznámit studenty s nejdůležitějšími soudobými výpočtovými modely aplikovanými při vývoji moderních pohonných jednotek a motorových vozidel. Důraz je kladen na matematické a fyzikální základy výpočtových modelů a programových prostředků, jakož i verifikaci výsledků výpočtového modelování adekvátními experimentálními metodami. Prezentovaná problematika zahrnuje aplikaci metody konečných prvků při analýzách deformace, napjatosti, únavové bezpečnosti, teplot nebo kontaktů komponent motorových vozidel.

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky předem probrané na přednáškách.

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním semestrální práce a splněním podmínek při kontrolních testech. Závěrečná zkouška ověřuje znalosti získané při přednáškách, cvičeních a při samostudiu podpůrných zdrojů informací. Zkouška a je rozdělena do písemné teoretické části, písemné výpočtové části a do části ústní. Zkouška zohledňuje práci studenta ve cvičení. Student musí pro úspěšné splnění zkoušky dosáhnout nadpoloviční počet bodů z celkového počtu bodů. Ústní zkouška může ověřit znalosti studenta v dané problematice a ovlivnit výsledné hodnocení.

Cvičení jsou povinná, forma nahrazení zameškané výuky je řešena individuálně s cvičícím nebo s garantem předmětu. Přednášky jsou nepovinné, avšak silně doporučené.

1. Úvod k výpočtovým simulacím strukturální mechaniky těles v automobilovém průmyslu


2. Diskrétní modely komponent


3. MKP v lineární strukturální mechanice


4. Aplikace MKP v komerčních systémech


5. Metody diskretizace pro MKP


6. Hodnocení pevnosti komponent motorových vozidel


7. Hodnocení únavového poškozování komponent aplikací MKP


8. Řešení nelineárních úloh a velké deformace


9. Modelování kontaktů těles aplikací MKP


10. Modelování geometrických a materiálových nelinearit aplikací MKP


11. Modelování svarových spojů aplikací MKP


12. Modelování přestupu tepla aplikací MKP


13. Modelování dynamických dějů aplikací MKP

1. Příprava geometrických modelů komponent I


2. Příprava geometrických modelů komponent II


3. Prutové prvky v MKP


4. Plošné prvky v MKP


5. Diskretizace objemových modelů komponent I


6. Diskretizace objemových modelů komponent II


7. Směrová tuhost komponent pohonné jednotky


8. Vysokocyklové únavové poškození v MKP


9. Nízkocyklové únavové poškození v MKP


10. Kontakt komponent pohonné jednotky


11. Analýza napjatosti svarového spoje


12. Tepelně-mechanická a přechodová tepelná MKP analýza


13. Zápočtový test formou praktické aplikace MKP programu