Detail předmětu

Počítačová podpora technologie

FSI-HPT-KAk. rok: 2024/2025

Předmět seznamuje studenty s možnostmi počítačové podpory v různých oblastech návrhu výroby, zejména pak s využitím 3D optického měření a numerické simulace, jako nástrojů pro analýzu a optimalizaci technologických procesů. V rámci přednášek jsou studenti seznámeni s podstatou využití počítačové podpory a numerických simulací pro řešení deformačně-napěťových a teplotních úloh, které jsou úzce spjaty s problematikami technologií tváření a svařování. Cvičení předmětu cílí především na praktické výpočty a osvojení si hlavních zásad tvorby výpočtových modelů. Studenti tak především získají orientaci v problematice numerických simulací a analýz využívajících metodu konečných prvků.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav strojírenské technologie (ÚST)

Vstupní znalosti

Základní znalost strojírenské technologie a počítačová gramotnost.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro udělení zápočtu je nutné absolvovat všechna cvičení a vypracovat dílčí úkoly. Zkouška bude mít písemnou a ústní část. Hodnotí se klasifikačním stupněm ECTS.


Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičeních je povinná. Docházka do cvičení je pravidelně kontrolována a účast ve výuce je zaznamenávána. V případě zameškané výuky může učitel v odůvodněných případech stanovit náhradní zadání cvičení.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s možnostmi experimentálního a teoretického vyhodnocení výrobních procesů s užitím počítačové podpory a se základy práce v jednotlivých oblastech této problematiky. Studenti budou mít přehled o tom, co mohou očekávat od výsledků počítačové podpory v praxi. Předmět rovněž cílí na osvojení dovedností nutných pro základní práci se simulačními softwary.

 

Studenti budou seznámeni s teorií, jakož i s nejnovějšími poznatky v oboru 3D optického měření, virtuální výroby a numerických simulací. Získají základní dovednosti pro formulaci a řešení výpočetních modelů v oblastech tváření a svařování.

Studijní opory

E-learning

Základní literatura

Bibba,A.: Form 2d,Quantor ,2001
Brebbia,C.: The boundary element method for ingineers, Penetch Press, London 1999
Král,F.: Norms,PO-NOR-KA Praha,2004
Kříž,R., Vávra,P.: CIM - Počítačová podpora výrobního procesu, SCIENTIA spol s.r.o., Praha, 2001
Šimeček,P.,Hajduk,D.: Formfem,ITA Ostrava,2004

Doporučená literatura

Bejček,V. a kolektiv: CIM poč.podp.výrob.procesu,VUT Brno,2003
Hrubý,J., Petruželka,J.,: Výpočetní metody ve tváření, VŠB TU Ostrava, 2005
Kopřiva, M.: Specifické činnosti v simulačním software, Sylabus. Studijní opora FSI VUT Brno, 2004
Kopřiva,M.: Počítačová podpora technologie, Sylabus. Studijní opory FSI VUT Brno, 2003
Stiebounov,S.: Q Form,Quantor,2003

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-STG-K magisterský navazující

    specializace STM , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace MTS , 1 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace STG , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace v kombinovaném studiu

17 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Možnosti modelování tvářecích procesů (podobnostní, experimentální a teoretické modelování)

2. Experimentální modelování s počítačovou podporou (experimentální modelování s pomocí 3D optických systémů; základy fotogrammetrie a stereoskopie)

3. Možnosti numerického modelování (základní princip numerického modelování; 0D, 1D, 2D a 3D simulace, základní etapy práce se simulačními softwary)

4. Metoda konečných prvků (základní princip; ilustrace algoritmu MKP pro deformačně-napěťovou úlohu; rovnice MKP)

5. Nelineární úlohy MKP (geometrická, kontaktní a materiálová nelinearita; algoritmy řešení)

6. Výpočetní síť MKP (základní typy tělesových prvků; speciální typy prvků MKP, hodnocení kvality sítě)

7. Materiálové modely v MKP (popis křivky zpevnění; zkoušky mechanických vlastností; pružně plastické a hyperelastické modely)

8. Numerická simulace tváření za tepla (popis přenosu tepla; součinitel přestupu tepla; tepelná a teplotní vodivost; změna mechanických vlastností)

9. Numerická simulace tváření za vyšších rychlostí deformace (změna mechanických vlastností materiálů; implicitní/explicitní přístupy k řešení; příklady aplikací)

10. Modelování porušení tvářeného materiálu (modely fyzického a virtuálního porušení)

11. Numerické simulace svařování (cíle numerických analýz svařování, simulace svařování v prostředí MKP)

12. Simulace tepelných procesů (základní veličiny pro popis šíření tepla; simulace tepelného ovlivnění materiálu)

13. Aplikace numerického modelování ve výrobním procesu (praktické aplikace)

Konzultace

35 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení se softwarem pro 3D optické měření

2. Vyhodnocení tahové zkoušky s použitím 3D optického měření

3. Vyhodnocení tahové zkoušky s použitím 3D optického měření

4. Seznámení s vybranými softwary pro simulaci tváření

5. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru

6. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru

7. Řešení zadané problematiky plošného tváření v simulačním softwaru

8. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru

9. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru

10. Řešení zadané problematiky objemového tváření v simulačním softwaru

11. Seznámení s vybraným softwarem pro simulaci svařování

12. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

13. Vyhodnocení zpracovávaného projektu a udělení zápočtů