Detail předmětu

Virtuální prototypy a virtuální prostředí

FSI-QVQAk. rok: 2025/2026

Virtuální prototypy vytvářené pomocí tzv. muti-body software v dnešní době zastávají významnou roli v procesu vývoje výrobků. Software výrazně zvyšuje efektivnost inženýrských prací a redukuje finanční náročnost vývoje. Předmět je zaměřen na využití těchto nástrojů při návrhu a testování jak klasických, tak i autonomních vozidel. Studenti si osvojí nezbytné znalosti, které jim umožní samostatně tvořit virtuální prototypy, 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. Pro praktickou část výuky jsou zvoleny software, které patří mezi nejvýznamnější a nejrozšířenější v automobilovém průmyslu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Vstupní znalosti

Maticový počet. Základní znalost numerické matematiky. Základy technické mechaniky, kinematiky a dynamiky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky udělení zápočtu: Znalost podstaty probíraných problémů a praktické realizace výpočetních prací s využitím výpočetní techniky a potřebného softwarového vybavení. Průběžná kontrola studia je prováděna na příkladech. Podmínkou udělení zápočtu je samostatné vypracování zadaných úloh bez závažných nedostatků.

Během zkoušky jsou prověřovány a hodnoceny znalosti, týkající se podstaty probíraných problémů, způsobů řešení a jejich aplikace v řešených úlohách. Zkouška se skládá z písemné části (písemná zkouška může být i formou přes e-learning) a v případě potřeby z části ústní. Do klasifikačního hodnocení se zahrnují: hodnocení práce ve cvičeních; výsledek písemné části zkoušky; výsledek případné ústní části zkoušky.

Výuka ve cvičení je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů se řeší individuálně s vyučujícím předmětu.

Učební cíle

Cílem předmětu je získání teoretických a praktických znalostí v oblasti virtuálních prototypů. Studenti se seznámí s multi-body software a s jejich vývojovými trendy.
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.

Základní literatura

BLUNDELL, M., HARTY, D. The multibody systems approach to vehicle dynamics. Second edition. Boston, MA: Elsevier, 2015. ISBN 978-008-0994-253. (EN)
 ADAMS Online Help. 2023. (EN)
AL-TABEY, Wael. Study of Vehicles Handling & Riding Characteristics by Adams Software: full study of automotive handling and riding characteristics using MSC-ADAMS software. Saarbrücken, 2012. ISBN 978-3-8484-3942-3. (EN)
GÜHMANN, Clemens, Jens RIESE a Klaus VON RIEDEN. Simulation and Testing for Vehicle Technology: 7th Conference. Berlín: Springer Verlag, 2016. ISBN 331932344X. (EN)
IPG - Carmaker Reference Manual. 2023. (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

BLUNDELL, M., HARTY, D. The multibody systems approach to vehicle dynamics. Second edition. Boston, MA: Elsevier, 2015. ISBN 978-008-0994-253.
Getting Started Using ADAMS/View. [on-line Adams software tutorial] MSC.Software Corporation.
PACEJKA, Hans B. Tire and vehicle dynamics. Third Edition. Amsterdam: Elsevier, 2012. ISBN 9780080970165.
Road vehicles - Vehicle dynamics and road-holding ability – Vocabulary, ISO8855 : 2011 (E/F), International Organization for Standardization, Switzerland
SCHIEHLEN, W. (ed.) Dynamics of High-Speed Vehicles. Wien-New York: Springer-Verelag, 1982
STEJSKAL, V., VALÁŠEK, M. Kinematics and dynamics of machinery. Marcel Dekker, Inc. 1996. ISBN 0-8247-9731-0

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-AAE-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
  • Program N-ADI-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod (multi-body formalismus a ostatní technologie), základní typy modelů
  2. Základní modelovací prvky a proces modelování – definice těles, kinematických vazeb, silových účinků
  3. Základní modelovací prvky a proces modelování – generátory pohybů, senzory
  4. Souřadné systémy, metody určení polohy a orientace
  5. Uzavřené kinematické řetězce – problém nadbytečných souřadnic
  6. Numerické řešení – soustava nelineárních rovnic
  7. Numerické řešení – soustava diferenciálních rovnic
  8. Počet stupňů volnosti – vliv na způsob modelování mechanismu
  9. Typy analýz
  10. Modelování virtuálního prostředí
  11. Tvorba scénářů
  12. Virtuální test - realizace
  13. Virtuální test - analýza

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Osnova

  1. Úvodní seznámení s prostředím softwaru ADAMS
  2. Základní modelovací prvky v MBS
  3. Nástroje pro parametrizaci modelů
  4. Tvorba kompletního modelu v ADAMS/View
  5. Simulace, parametrizace, analýza výsledků
  6. Přizpůsobení uživatelského prostředí, automatizace simulací a DOE
  7. Úvod do ADAMS/Car
  8. Simulace subsystémů na testovacích stavech
  9. Simulace jízdy kompletního vozidla
  10. Úvod do softwaru CarMaker
  11. Tvorba scénářů a jejich simulace
  12. Úprava parametrů vozidel a vyhodnocení výsledků
  13. Odevzdání a konzultace výsledků samostatných úloh