Detail předmětu

Matematické modelování mechanismů strojů

FSI-9MBOAk. rok: 2022/2023

Využití multi-body softwaru významně redukuje čas nutný na vývoj mechanismů strojů. Matematické modely dovolují ověřit a optimalizovat vlastnosti strojů před tím, než je postaven prototyp. Inženýr, který má znalosti v této oblasti je vyhledávaný v praxi. Student v tomto předmětu nejen získá teoretické, ale i praktické znalosti v této oblasti. Pro praktickou část výuky je zvolen software ADAMS, který je jedním z nejvýznamnějších a nejrozšířenějších programů pro výpočty v oblasti dynamiky mechanických systémů.

Jazyk výuky

čeština

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Výsledky učení předmětu

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.

Prerekvizity

Maticový počet, základní znalost numerické matematiky, základy technické mechaniky, kinematiky a dynamiky.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu principů a teorie dané disciplíny. V praktické části výuky student zpracovává projekt zaměřený na výpočet vlastností mechanismu. Student s využitím software ADAMS vytvoří model mechanismu a provede výpočty. Získané výsledky zanalyzuje a vyhodnotí. Během projektu student konzultuje své řešení s vyučujícím.

Způsob a kritéria hodnocení

Zkouška: Během zkoušky jsou prověřovány a hodnoceny znalosti, týkající se podstaty probírané teorie a jejich aplikace v projektu řešeném v průběhu kurzu.
Zkouška se skládá z písemné části (kontrolního testu) a z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: 1. Hodnocení projektu. 2. Výsledek písemné části zkoušky (kontrolního testu). 3. Výsledek ústní části zkoušky.

Učební cíle

Cílem kurzu je získání teoretických a praktických znalostí v oblasti matematického modelování mechanismů strojů. Studenti se seznámí s multi-body software a s jejich vývojovými trendy.

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

Konzultace řešeného projektu.

Základní literatura

ADAMS/Solver. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation. (EN)
ADAMS/View. [on-line Adams software manual] MSC.Software Corporation. (EN)
SCHIEHLEN, W. (ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin: Springer-Verlag, 1990 (EN)
STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0 (EN)

Doporučená literatura

MCCONVILLE, James B. Introduction to mechanical system simulation using Adams. Mission: SDC Publications, 2015. MSC Software. ISBN 978-1-58503-988-3. (EN)
SCHIEHLEN, W. (ed.) Multibody Systems Handbook. Berlin: Springer-Verlag, 1990 (EN)
STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program D-APM-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-APM-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-IME-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-KPI-K doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs
  • Program D-KPI-P doktorský 1 ročník, zimní semestr, doporučený kurs

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

20 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Osnova

1. Úvod (multi-body formalismus a ostatní technologie, základní typy modelů).
2. Základní prvky multi-body simulačních programů a proces modelování.
3. Souřadné systémy, metody určení polohy a orientace v prostoru.
4. Numerické řešení - Soustava nelineárních rovnic.
5. Numerické řešení - Systém obyčejných diferenciálních rovnic.
6. Uzavřené kinematické řetězce - Problém nadbytečných souřadnic.
7. Počet stupňů volnosti - Vliv na způsob modelování mechanismu.
8. Typy analýz.
9. Softwarové řešení.
10. Nové trendy.