Počítačová podpora technologie (FSI-HPT-K)

Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi experimentálního a teoretického vyhodnocení výrobních procesů s užitím počítačové podpory a se základy práce v jednotlivých oblastech této problematiky. Studenti budou mít přehled o tom, co mohou očekávat od výsledků počítačové podpory v praxi. Předmět rovněž cílí na osvojení dovedností nutných pro základní práci se simulačními softwary.

Studenti budou seznámeni s teorií, jakož i s nejnovějšími poznatky v oboru 3D optického měření, virtuální výroby a numerických simulací. Získají základní dovednosti pro formulaci a řešení výpočetních modelů v oblastech tváření a svařování.

Předmět seznamuje studenty s možnostmi počítačové podpory v různých oblastech návrhu výroby, zejména pak s využitím 3D optického měření a numerické simulace, jako nástrojů pro analýzu a optimalizaci technologických procesů. V rámci přednášek jsou studenti seznámeni s podstatou využití počítačové podpory a numerických simulací pro řešení deformačně-napěťových a teplotních úloh, které jsou úzce spjaty s problematikami technologií tváření a svařování. Cvičení předmětu cílí především na praktické výpočty a osvojení si hlavních zásad tvorby výpočtových modelů. Studenti tak především získají orientaci v problematice numerických simulací a analýz využívajících metodu konečných prvků.

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktickou práci ve vybraném simulačním softwaru.

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechna cvičení a vypracovat dílčí úkoly. Zkouška bude mít písemnou a ústní část. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS.

Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná. Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána. V případě zameškané výuky může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní zadání cvičení.

1. Možnosti modelování tvářecích procesů (podobnostní, experimentální a teoretické modelování) 2. Experimentální modelování s počítačovou podporou (experimentální modelování s pomocí 3D optických systémů; základy fotogrammetrie a stereoskopie) 3. Možnosti numerického modelování (základní princip numerického modelování; 0D, 1D, 2D a 3D simulace, základní etapy práce se simulačními softwary) 4. Metoda konečných prvků (základní princip; ilustrace algoritmu MKP pro deformačně-napěťovou úlohu; rovnice MKP) 5. Nelineární úlohy MKP (geometrická, kontaktní a materiálová nelinearita; algoritmy řešení) 6. Výpočetní síť MKP (základní typy tělesových prvků; speciální typy prvků MKP, hodnocení kvality sítě) 7. Materiálové modely v MKP (popis křivky zpevnění; zkoušky mechanických vlastností; pružně plastické a hyperelastické modely) 8. Numerická simulace tváření za tepla (popis přenosu tepla; součinitel přestupu tepla; tepelná a teplotní vodivost; změna mechanických vlastností) 9. Numerická simulace tváření za vyšších rychlostí deformace (změna mechanických vlastností materiálů; implicitní/explicitní přístupy k řešení; příklady aplikací) 10. Modelování porušení tvářeného materiálu (modely fyzického a virtuálního porušení) 11. Numerické simulace svařování (cíle numerických analýz svařování, simulace svařování v prostředí MKP) 12. Simulace tepelných procesů (základní veličiny pro popis šíření tepla; simulace tepelného ovlivnění materiálu) 13. Aplikace numerického modelování ve výrobním procesu (praktické aplikace)