Detail předmětu

Statická a dynamická analýza stavebních konstrukcí (KON)

FAST-CD52Ak. rok: 2014/2015

Využití programového vybavení pro řešení odezvy konstrukcí na statické a dynamické zatížení. Analýza konstrukcí programovým systémem ANSYS. Základní příkazy, grafické prostředí, on-line dokumentace, systém nápovědy, verifikační manuál. Řešení jednoduchých úloh. Tvorba komplexních výpočtových modelů konstrukcí s použitím modelátoru programu ANSYS. Knihovna prvků, výběr prvků a generování sítě prvků. Zadávání zatížení a okrajových podmínek. Vlastní výpočet a vyhodnocování výsledků analýz.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Výstupem kurzu jsou praktické dovednosti s modelováním úloh mechaniky metodou konečných prvků. Student má základní znalosti o programovém systému ANSYS. Student umí analyzovat zadanou úlohu a vytvořit výpočtový model. Dovede řešit základní statické a dynamické úlohy. Student získá realističtější představu o chování vybraných stavebních konstrukcí. Student je schopen teoretické znalosti FEM použití při řešení konkrétních úloh mechaniky.

Prerekvizity

Základy práce s PC, teorie mechaniky konstrukcí a vyšší pružnosti, základy dynamiky konstrukcí, metoda konečných prvků.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.V přednáškové části kurzu probíhá výuka standardním vysvětlováním látky za pomoci projektoru a na tabuli. Ve cvičení studenti individuálně pracují s počítačem a řeší úlohy samostatně, poznámky si zapisují do sešitu.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou získání zápočtu je aktivní účast ve cvičení (povoleny dvě absence) a úspěšné zvládnutí kontrolního testu. Test se skládá jak z teoretických otázek, tak z praktických úkolů.

Osnovy výuky

1. Vznik programů na bázi metody konečných prvků, úvod do programového systému ANSYS
2. Struktura programu, knihovna prvků, systém nápovědy, návaznost na operační systém
3. Modelování metodou konečných prvků
4. Matematický popis analýz pro řešení úloh mechaniky konstrukcí
5. Možnosti preprocesoru
6. Modelování zatížení a okrajových podmínek
7. Výběry, volba systému souřadnic
8. Nastavení řešiče, statická analýza, modální analýza
9. Programovací jazyk APDL a tvorba dávek
10. Typy dynamických analýz a nastavení řešičů
11. Možnosti postprocesoru
12. Modelování úlohy vedení tepla a přenos výsledků jako zatížení konstrukce
13. Úvod do řešení nelineárních úloh mechaniky – problém stability konstrukcí

Učební cíle

Získat doplňkové vědomosti z teorie metody konečných prvků, osvojit si praktické použití této metody, seznámit se s programem na bázi MKP, s preprocesorem, řešiči a postprocesoram, naučit se sestavovat výpočtové modely, řešení statických a dynamických úloh, získané znalosti slouží ke většímu pochopení statické a dynamické funkce nosné konstrukce, naučí se ovládat moderní programový systém ANSYS na bázi MKP.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Doporučené volitelné složky programu

Hlubší teoretické znalosti v oblasti dynamiky včetně jejich aplikací při řešení stavebních konstrukcí by měly být získány na nepovinném specializovaném semináři.

Základní literatura

SAS IP, Inc.: ANSYS 7.0 Documentation. 1990-2002 SAS IP, Inc., 2002.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-K-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný
    obor S , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-C-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný
    obor S , 1 ročník, letní semestr, volitelný

  • Program N-P-E-SI magisterský navazující

    obor K , 1 ročník, letní semestr, volitelný
    obor S , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc.

Osnova

1. Vznik programů na bázi metody konečných prvků, úvod do programového systému ANSYS
2. Struktura programu, knihovna prvků, systém nápovědy, návaznost na operační systém
3. Modelování metodou konečných prvků
4. Matematický popis analýz pro řešení úloh mechaniky konstrukcí
5. Možnosti preprocesoru
6. Modelování zatížení a okrajových podmínek
7. Výběry, volba systému souřadnic
8. Nastavení řešiče, statická analýza, modální analýza
9. Programovací jazyk APDL a tvorba dávek
10. Typy dynamických analýz a nastavení řešičů
11. Možnosti postprocesoru
12. Modelování úlohy vedení tepla a přenos výsledků jako zatížení konstrukce
13. Úvod do řešení nelineárních úloh mechaniky – problém stability konstrukcí

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc.

Osnova

1. Úvod do programového prostředí MKP
2. Definice modelu, volby konečných prvků, zatížení a okrajové podmínky.
3. Řešení úlohy rovinné napjatosti, vyhodnocení výsledků ve srovnání s prutovou teorií.
4. Řešení deskové konstrukce, zahrnutí vlivu symetrie, zobrazení průhybů a vnitřních sil.
5. Lineární stabilita prutové konstrukce, parametrická studie konvergence.
6. Modelování geometricky složitějších konstrukcí.
7. Řešení krouceného prutu s využitím modelů různých dimenzí.
8. Modelování stolového základu s užitím prostorových prvků, statická a modální analýza.
9. Harmonická analýza stolového základu se strojem.
10. Řešení jednoduché úlohy v časové oblasti.
11. Řešení úlohy vedení tepla a přenos na konstrukci jako teplotní zatížení.
12. Závěrečná semestrální individuální práce.
13. Diskuse nad výsledky a udělení zápočtu