Moderní metody konstrukčních a pevnostních výpočtů (FSI-GMK-K)

Akademický rok 2023/2024
Garant: prof. Dr. Ing. Jiří Marek, Ph.D., DBA, FEng.  
Garantující pracoviště: ÚVSSR všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Obsahovou náplní předmětu je získání základních znalostí o mezních stavech v konstrukcí výrobních strojů. Jsou aplikovány mezní stavy na konstrukci výrobních strojů. V předmětu se dále naučí základní ovládání programu ANSYS. Jsou seznámeni s principy řešení.
Výstupy studia a kompetence:
Absolventi kurzu získají znalosti o mezních stavech v konstrukci výrobních strojů a strukturální analýze při jejich numerickém řešení.
Prerekvizity:
Předpokládané znalosti jsou z oblasti mechaniky těles, zejména však pružnosti a pevnosti. Posluchač by se měl orientovat v oblasti částí a mechanismů strojů. Student musí znát principy numerické matematiky, zejména řešení soustav lineárních rovnic .
Obsah předmětu (anotace):
Absolventi kurzu získají základní znalosti o strukturální analýze při aplikaci numerických metod. U strukturální analýzy se naučí definovat tvorbu geometrie a elementů, definovat okrajové podmínky, zatížení a další. Část výuky je věnována možnostem a omezením MKP integrované do současných CAD systémů (Autodesk Inventor, Pro/Mechanica). Vše je na závěr kurzu demonstrováno na příkladech z konstrukční praxe v podniku.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou cvičení, které je zaměřeno na praktické zvládnutí látky.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: Účast na cvičeních, zpracování simulačního modelu výrobního systému
Zkouška: Písemná a ústní.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka je prováděna dle rozvrhu na FSI, případnou zameškanou výuku lze individuálně konzultačně nahradit.
Typ (způsob) výuky:
    Konzultace v kombinovaném studiu  1 × 17 hod. povinná                  
    Konzultace  1 × 35 hod. nepovinná                  
Osnova:
    Konzultace v kombinovaném studiu 1. Definice mezních stavů v konstrukci výrobních strojů
2. Analytické metody výpočtu mezních stavů v konstrukci výrobních strojů
3. Mezní stavy křehkých materiálů - rámy výrobních strojů
4. Mezní stavy houževnatých materiálů, výkonové prvky výrobních strojů
5. Druhy kovových materiálů ve stavbě výrobních strojů, jejich použití s ohledem na mezní stavy
6. Konstrukční doporučení s ohledem na mezní stavy
7. Numerické metody řešení mezních stavů
8. Preprocesor, post procesor a řešič
9. Obecná metodika a praktické zásady při modelování
10. Optimalizace geometrického tvaru
11. Kontaktní úlohy, geometricky nelineární úlohy, modální úlohy, teplotní pole
12. Porovnání výpočtů, srovnání analytických a numerických metod
13. Praktické příklady
    Konzultace 1. Definice mezních stavů v konstrukci výrobních strojů
2. Analytické metody výpočtu mezních stavů v konstrukci výrobních strojů
3. Mezní stavy křehkých materiálů - rámy výrobních strojů
4. Mezní stavy houževnatých materiálů, výkonové prvky výrobních strojů
5. Druhy kovových materiálů ve stavbě výrobních strojů, jejich použití s ohledem na mezní stavy
6. Konstrukční doporučení s ohledem na mezní stavy
7. Numerické metody řešení mezních stavů
8. Preprocesor, post procesor a řešič
9. Obecná metodika a praktické zásady při modelování
10. Optimalizace geometrického tvaru
11. Kontaktní úlohy, geometricky nelineární úlohy, modální úlohy, teplotní pole
12. Porovnání výpočtů, srovnání analytických a numerických metod
13. Praktické příklady
Literatura - základní:
1. kolektiv, Pro/Mechanica, návrat znalostí z mechaniky těles do konstruktérské praxe, VUT BRNO-FS, ZPS Computer Systems and Engineering, 75.p, 1993
2. Vlk,M.,Mezní stavy a spolehlivost, VUT Brno, FS VUT,1991
3. Janíček,P.,Ondráček,E.,Vrbka,J.,Mechanika těles, Pružnost a pevnost I, FS VUT Brno,1992
4. Ondráček, E.,Farlík.A., Mezní stavy v pevnostních výpočtech, SNTL Praha, 1975
5. Bittnar,Z., Šejnoha,J., Numerické metody mechaniky. Praha, ČVUT1992.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-VSR-K kombinované studium --- bez specializace -- kl 4 Povinně volitelný 2 2 Z