Matematické modelování mechanismů strojů (FSI-9MBO)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚADI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština či angličtina
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí v oblasti matematického modelování mechanismů strojů. 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 multi-body softwaru významně redukuje čas nutný na vývoj mechanismů strojů. Matematické modely dovolují ověřit a optimalizovat vlastnosti strojů před tím, než je postaven prototyp. Inženýr, který má znalosti v této oblasti je vyhledávaný v praxi. 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 mechanických systémů.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu principů a teorie dané disciplíny. V praktické části výuky student zpracovává projekt zaměřený na výpočet vlastností mechanismu. Student s využitím software ADAMS vytvoří model mechanismu a provede výpočty. Získané výsledky zanalyzuje a vyhodnotí. Během projektu student konzultuje své řešení s vyučujícím.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zkouška: Během zkoušky jsou prověřovány a hodnoceny znalosti, týkající se podstaty probírané teorie a jejich aplikace v projektu řešeném v průběhu kurzu.
Zkouška se skládá z písemné části (kontrolního testu) a z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: 1. Hodnocení projektu. 2. Výsledek písemné části zkoušky (kontrolního testu). 3. Výsledek ústní části zkoušky.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Konzultace řešeného projektu.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  10 × 2 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod (multi-body formalismus a ostatní technologie, základní typy modelů).
2. Základní prvky multi-body simulačních programů a proces modelování.
3. Souřadné systémy, metody určení polohy a orientace v prostoru.
4. Numerické řešení - Soustava nelineárních rovnic.
5. Numerické řešení - Systém obyčejných diferenciálních rovnic.
6. Uzavřené kinematické řetězce - Problém nadbytečných souřadnic.
7. Počet stupňů volnosti - Vliv na způsob modelování mechanismu.
8. Typy analýz.
9. Softwarové řešení.
10. Nové trendy.
Literatura - základní:
1. STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0
2. SCHIEHLEN, W. (ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin: Springer-Verlag, 1990
3. ADAMS/View. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation.
4. ADAMS/Solver. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation.
Literatura - doporučená:
1. STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0.
2. SCHIEHLEN, W. (ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin: Springer-Verlag, 1990
3. MCCONVILLE, James B. Introduction to mechanical system simulation using Adams. Mission: SDC Publications, 2015. MSC Software. ISBN 978-1-58503-988-3.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
D-APM-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-KPI-P prezenční studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-APM-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-IME-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z
D-KPI-K kombinované studium --- bez specializace -- drzk 0 Doporučený kurs 3 1 Z