Detail předmětu

Počítačové metody mechaniky v dynamice

FSI-RPMAk. rok: 2018/2019

Předmět je zaměřen na kmitání mechanických soustav. Výuka je zaměřena na několik základních modelových oblastí lineární dynamiky jako je kmitání soustav s jedním stupněm volnosti, kmitání soustav s více stupni volnosti, kmitání kontinuí, metody redukce atd. Student seznámen s volným i vynuceným kmitáním pro všechny modelové úlohy. V rámci cvičení bude student seznámen s řešením problémů z uvedených problematik pomocí numerických metod.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Absolvent bude mít podrobné znalosti z kmitání lineárních soustav s jedním a více stupňů volnosti. Bude schopen řešit vlastní frekvence a odezvu těchto soustav na různé druhy budících sil a momentů. Bude schopen řešit úlohy technické praxe, které mohou být modelovány tímto způsobem. Absolvent bude seznámen s problematikou kmitání základních modelů kontinua. Bude schopen modelovat soustavy pomocí metody konečných prvků a pomocí multi-body systémů.

Prerekvizity

Student musí znát: lineární algebru, diferenciální a integrální počet jedné a více proměnných, základy programování a algoritmizace, matematický software (MATLAB), znalosti z předmětů statika, kinematika, pružnost a pevnost a dynamika.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška je rozdělena na dvě části a skládá se z testu a příkladu. Náplní první části je průřezový písemný test. Postup do druhé části zkoušky je podmíněn ziskem alespoň poloviny bodů. V případě nesplnění této podmínky je zkouška hodnocena známkou F. Náplní druhé části je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu. Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru. Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.

Učební cíle

Cílem předmětu je osvojení znalosti z oboru lineárního kmitání mechanických soustav s jedním a více stupni volnosti, MBS a s kmitáním kontinua.

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

Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit vypracováním náhradních úloh dle pokynů vyučujícího. Konkrétní podobu stanovuje učitel vedoucí cvičení.

Základní literatura

Harris,C., Piersol, A., G.: Shock and Vibration Handbook, McGRAW-HILL New York, 2002.
Slavík,J.,Stejskal,V.,Zeman,V.: Základy dynamiky strojů, ČVUT Praha, 2000.
William T. Thomson, Theory of Vibration With Applications 5th Edition (EN)

Doporučená literatura

Crede,Ch.,Harris,C.: Shock and Vibration Handbook, 2005
Meirovitch,L.: Elements of Vibration Analysis, 2002

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2A-P magisterský navazující

    obor M-MET , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    obor M-IMB , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Lubomír Houfek, Ph.D.
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

1) Úvod do počítačových metod v dynamice, modelování mechanických soustav
2) Simulační modelování v dynamice
3) Kmitání s jedním stupněm volnosti – buzení a tlumení
4) Kmitání s jedním stupněm volnosti – stavový model a přenosová funkce
5) Kmitání s jedním stupněm volnosti – metody řešení vlastních frekvencí a odezvy
6) Kmitání s více stupni volnosti
7) Kmitání s více stupni volnosti – metody řešení vlastních frekvencí a odezvy
8) Fyzikální modely s více stupni volnosti
9) Soustavy vázaných těles
10) Kmitání kontinuí – pruty a struny
11) Kmitání kontinuí – desky, membrány, skořepiny
12) Modely tlumení dynamických systémů
13) Metody řešení dynamiky kontinuí

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Pavel Švancara, Ph.D.
Ing. Petr Lošák, Ph.D.
Ing. Filip Kšica, Ph.D.
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D.
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D.

Osnova

1) Úvod do počítačových metod dynamiky v prostředí MATLAB
2) Úvod do počítačových metod dynamiky SIMULINK
3) Dynamické modely lineárního systému s jedním stupněm volnosti
4) Stanovení vlastní frekvence
5) Řešení odezvy, přímé řešení pohybové rovnice
6) Analýza dynamického systému v prostředí MATLAB
7) Multi-body systémy – SimMechanics
8) Multi-body systémy s jedním stupněm volnosti v prostředí ADAMS
9) Multi-body systémy s více stupni volnosti v prostředí ADAMS
10) Model struny a prutu
11) Model desky a membrány
12) Kmitání skořepiny
13) Kmitání MKP modelu tělesa