Virtuální prototypy a virtuální prostředí (FSI-QVQ)

Cílem předmětu je získání teoretických a praktických znalostí v oblasti virtuálních prototypů. Studenti se seznámí s multi-body software a s jejich vývojovými trendy.
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.

Maticový počet. Základní znalost numerické matematiky. Základy technické mechaniky, kinematiky a dynamiky.

Virtuální prototypy vytvářené pomocí tzv. muti-body software v dnešní době zastávají významnou roli v procesu vývoje výrobků. Software výrazně zvyšuje efektivnost inženýrských prací a redukuje finanční náročnost vývoje. Předmět je zaměřen na využití těchto nástrojů při návrhu a testování jak klasických, tak i autonomních vozidel. Studenti si osvojí nezbytné znalosti, které jim umožní samostatně tvořit virtuální prototypy, 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. Pro praktickou část výuky jsou zvoleny software, které patří mezi nejvýznamnější a nejrozšířenější v automobilovém průmyslu.

Podmínky udělení zápočtu: Znalost podstaty probíraných problémů a praktické realizace výpočetních prací s využitím výpočetní techniky a potřebného softwarového vybavení. Průběžná kontrola studia je prováděna na příkladech. Podmínkou udělení zápočtu je samostatné vypracování zadaných úloh bez závažných nedostatků.

Během zkoušky jsou prověřovány a hodnoceny znalosti, týkající se podstaty probíraných problémů, způsobů řešení a jejich aplikace v řešených úlohách. Zkouška se skládá z písemné části (písemná zkouška může být i formou přes e-learning) a v případě potřeby z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: hodnocení práce ve cvičeních; výsledek písemné části zkoušky; výsledek případné ústní části zkoušky.

Výuka ve cvičení je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů se řeší individuálně s vyučujícím předmětu.

1. Úvod (multi-body formalismus a ostatní technologie), základní typy modelů


2. Základní modelovací prvky a proces modelování – definice těles, kinematických vazeb, silových účinků


3. Základní modelovací prvky a proces modelování – generátory pohybů, senzory


4. Souřadné systémy, metody určení polohy a orientace


5. Uzavřené kinematické řetězce – problém nadbytečných souřadnic


6. Numerické řešení – soustava nelineárních rovnic


7. Numerické řešení – soustava diferenciálních rovnic


8. Počet stupňů volnosti – vliv na způsob modelování mechanismu


9. Typy analýz


10. Modelování virtuálního prostředí


11. Tvorba scénářů


12. Virtuální test - realizace


13. Virtuální test - analýza

1. Úvodní seznámení s prostředím softwaru ADAMS


2. Základní modelovací prvky v MBS


3. Nástroje pro parametrizaci modelů


4. Tvorba kompletního modelu v ADAMS/View


5. Simulace, parametrizace, analýza výsledků


6. Přizpůsobení uživatelského prostředí, automatizace simulací a DOE


7. Úvod do ADAMS/Car


8. Simulace subsystémů na testovacích stavech


9. Simulace jízdy kompletního vozidla


10. Úvod do softwaru CarMaker


11. Tvorba scénářů a jejich simulace


12. Úprava parametrů vozidel a vyhodnocení výsledků


13. Odevzdání a konzultace výsledků samostatných úloh

AL-TABEY, Wael. Study of Vehicles Handling & Riding Characteristics by Adams Software: full study of automotive handling and riding characteristics using MSC-ADAMS software. Saarbrücken, 2012. ISBN 978-3-8484-3942-3.

GÜHMANN, Clemens, Jens RIESE a Klaus VON RIEDEN. Simulation and Testing for Vehicle Technology: 7th Conference. Berlín: Springer Verlag, 2016. ISBN 331932344X.

IPG - Carmaker Reference Manual. 2023.