Course detail

Project - Computer Aided Engineering

FSI-ZP9Acad. year: 2024/2025

Předmět poskytuje přehled o analytickém a numerickém řešení tvarově složitých strojních součástí, které jsou podrobeny kombinovanému dynamickému silovému působení při uvažování teplotních dějů (např. kliková hřídel, ojnice, vačková hřídel). Důraz je kladen na týmovou práci při řešení multifyzikální úlohy zahrnující analýzu kinematiky, dynamiky a silového a teplotního působení na strojní součást, přípravu digitálního modelu, správné nastavení vstupů numerického výpočtu (okrajové podmínky, konečnoprvková síť) a detailní analýzu získaných výsledků. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského studia konstrukčního inženýrství, zejména v oblasti technické mechaniky, pružnosti a pevnosti, 3D modelování, termomechaniky a řešení úloh pomocí metody konečných prvků. 

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

10

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

doc. Ing. David Nečas, Ph.D.

Department

Institute of Machine and Industrial Design (ÚK)

Entry knowledge

Not applicable.

Rules for evaluation and completion of the course

Podmínky získání zápočtu (0-50 bodů, minimum pro získání zápočtu je 25):

  • aktivní účast na cvičeních formou konzultací (min. 5 bodů z 10),
  • odevzdání projektu v požadovaném rozsahu (min. 20 bodů ze 40).

Podmínky získání zkoušky (0-100 bodů, minimum pro absolvování zkoušky je 50):

  • týmová obhajoba řešení projektu před komisí (min. 20 bodů ze 40),
  • individuální odborná rozprava před komisí nad problematikou, která souvisí s projektem a navazuje na požadované prerekvizity (min. 30 bodů ze 60),
  • celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.

Přednáška: účast je doporučená.

Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím, povolují se maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.

Aims

Absolventi porozumí možnostem využití přístupů CAE v návrhovém procesu a na základě řešení multifyzikální úlohy dokáží analyzovat tvarově složitou strojní součást podrobenou dynamickým silovým a teplotním účinkům.


  • Schopnost a efektivní aplikace analytických vztahů při analýze součásti.
  • Schopnost řešit tvarově složitou strojní součást z pohledu kinematiky, dynamiky, působení silových účinků (včetně termomechanických), napjatosti a deformace.
  • Znalost přístupů a nástrojů CAD/CAE pro analýzu pokročilé strojní součásti při uvažování skutečných provozních stavů.
  • Schopnost analyzovat a kriticky diskutovat dosažené výsledky.
  • Schopnost řešit komplexní konstrukční problém v týmu včetně prezentace dosažených výsledků.

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

JANÍČEK, Přemysl, Emanuel ONDRÁČEK, Jan VRBKA a Jiří BURŠA. Mechanika těles: pružnost a pevnost I. Brno: CERM, 2004, 287 s. : obrázky (černobílé). ISBN 80-214-2592-X. (CS)
PAVELEK, Milan. Termomechanika. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2011, 192 s. : il. ; 30 cm + diagramy ([3] složené l.). ISBN 978-80-214-4300-6. (CS)
SHIGLEY, Joseph Edward, Charles R. MISCHKE, Richard G. (Richard Gordon) BUDYNAS, Martin HARTL a Miloš VLK. Konstruování strojních součástí. V Brně: VUTIUM, 2010, xxv, 1159 s. : il. ; 26 cm. ISBN 978-80-214-2629-0. (CS)

Recommended reading

ÇENGEL, Yunus A a Michael A BOLES. Thermodynamics: an engineering approach. 8th ed. in SI units. New York: McGraw-Hill Education, 2015, xxvi, 954 s. : il. ISBN 978-981-4595-29-2.  (EN)
GERE, J. M. (James M.) a Barry J GOODNO. Mechanics of materials. 7th ed. Stamford: Cengage Learning, 2009, xviii, 1002 s. : il. ISBN 978-0-495-43807-6. (EN)
KRATOCHVÍL, Ctirad a Jaromír SLAVÍK. Mechanika těles: dynamika. Vyd. 4. V Akademickém nakl. CERM 2. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007, 227 s. : il. ; 30 cm. ISBN 978-80-214-3446-2. (CS)
STOLARSKI, Tadeusz, Y NAKASONE a S YOSHIMOTO. Engineering Analysis with ANSYS Software. San Diego: Elsevier Science & Technology, 2018. ISBN 9780081021644.  (EN)

Classification of course in study plans

  • Programme B-KSI-P Bachelor's 3 year of study, winter semester, compulsory

  • Programme C-AKR-P Lifelong learning

    specialization CZS , 1 year of study, winter semester, elective

Type of course unit

 

Lecture

16 hod., optionally

Teacher / Lecturer

doc. Ing. David Nečas, Ph.D.

Syllabus

  • CAE v návrhovém procesu.
  • Základy numerických metod pro obyčejné diferenciální rovnice.
  • Řešení multifyzikálních úloh pomocí metody konečných prvků (MKP).

Computer-assisted exercise

88 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

doc. Ing. David Nečas, Ph.D.

Syllabus

  • Rozdělení do projektových týmů, analýza zadání, stanovení kompetencí.
  • Rešerše zadaného problému, teoretická východiska řešení.
  • Analýza kinematiky a dynamiky zadané součásti.
  • Analýza silových působení, definice okrajových podmínek.
  • MKP úloha – model geometrie.
  • MKP úloha – model okrajových podmínek, konečnoprvková síť.
  • MKP úloha (statická) – výpočet napětí a deformací, analýza výsledků.
  • MKP úloha (dynamická) – zahrnutí dynamických dějů.
  • MKP úloha (multifyzikální) – zahrnutí teplotních dějů.
  • Optimalizace geometrie součásti.