Detail předmětu

Aplikace MKP pro letectví

FSI-OKPAk. rok: 2024/2025

Předmět přináší praktický náhled na metodu konečných prvků (MKP) a její využití pro stanovení napětí a deformace konstrukce. Zaměřuje se na využití MKP metod při návrhu a kontrole dílů a konstrukčních celků leteckých konstrukcí. Využíván je systém MSC.Patran/Nastran/Dytran

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Jan Šplíchal, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Letecký ústav (LÚ)

Vstupní znalosti

Základní znalosti matematiky, mechaniky, pružnosti a pevnosti.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínkou udělení zápočtu je dodání MKP projektu v daném termínu. Schopnost modelování je následně ověřena individuálně a hodnocena ve shodě s deklaovaným hodnocením na začátku semestru.
Přednášky povinné svázané s cvičeními (min. účast 80%). Odůvodněná nepřítomnost může být nahrazena konsultacemi.

Učební cíle

Cílem je seznámit studenty s metodou konečných prvků a jejím využití při pevnostních výpočtech leteckých konstrukcí.
Předmět umožňuje studentům získat praktické zkušenosti s výpočty pomocí metody konečných prvků se zaměřením na letecké konstrukce.

Základní literatura

COOK, Robert D. Concepts and applications of finite element analysis. 4th ed. Hong Kong: Wiley, 2001, xvi, 719 p. ISBN 0471356050. (EN)
MSC.Nastran 2019 Documentation,2018 MSC.Software Corporation. Printed in U.S.A. All Rights Reserved (EN)
REDDY, J. N. (Junuthula Narasimha). Introduction to the Finite Element Method. 4rd ed. New York: McGraw-Hill Education, 2018, 816 p. ISBN 1259861902. (EN)

Doporučená literatura

MSC SOFTWARE. MSC Nastran, Patran Student tutorials. In: Youtube [online]. 2012-11-15 [cit. 2019-05-13], Available at: https://www.youtube.com/watch?v=ARe5R6eR0VM&list=PLI39KM_btemwwh_QEJWRpkrsK7EN7Kmth (EN)
ZIENKIEWICZ, O. C, Robert L TAYLOR a J. Z ZHU. The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals. 7th ed. Butterworth Heinemann, 2013, 756 p. ISBN 1856176339. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-LKT-P magisterský navazující

    specializace STL , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace TLT , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Šplíchal, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do problematiky metody konečných prvků
2. Popis a vlastnosti nejdůležitějších prvků a jejich matic tuhosti.
3. Sestavení výsledné matice tuhosti - 1D prutového prvku.
4. Sestavení výsledné matice tuhosti - 1D nosníkového prvku.
5. Sestavení výsledné matice tuhosti - 2D prvek.
6. Materiálová a geometrická nelinearita.
7. Podmínky a zvláštnosti idealizace leteckých konstrukcí v MKP.
8. Topologická optimalizace
9. Parametrická optimalizace
10. Aplikace MKP na dynamické úlohy, explicitní řešič

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Šplíchal, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do systémů MSC.Patran/Nastran
2. Požití a možnosti 1D prvků
3. Použití a možnosti 2D prvků
4. Použití a možnosti 3D prvků
5. Kombinace 1D a 2D prvků – vyztužený panel
6. Kompozitní konstrukce v MKP
7. Využití MPC prvků, zavedení zatížení
8. Výpočet stability prutu – Buckling
9. Stabilita panelu – Buckling
10. Nelineární úlohy
11. Základy topologické optimalizace v MSC.Patran/Nastran
12. Základy parametrické optimalizace v MSC.Patran/Nastran
13. Úvod do systému MSC.Patran/Dytran