Předmět Aplikace MKP v konstrukci strojů (KTS / MKP1K)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KTS / MKP1K - Aplikace MKP v konstrukci strojů, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Přednášky:Tematické celky:1. Význam výpočtových systémů na bázi MKP pro inženýrské výpočty v konstrukci strojů. Zkrácení cyklu od návrhu k výrobě. Technologie digitálního prototypu.2. Základní koncepce integrovaných celků programových systémů MKP, modulová architektura výpočtových systémů. Charakteristika jednotlivých modulů. Integrace MKP do systémů CAD/CAM.3. Typy úloh a rozdělení programových systémů pro podporu inženýrských výpočtů. Preprocesing, procesing a postprocesing, napojení na systémy CAD.4. Preprocesory. Zásady pro tvorbu výpočtového modelu. Základní parametry sítě konečných prvků. Přímá a automatická generace sítě, řízená generace sítě. Knihovna konečných prvků a jejich užití pro modelování konstrukcí.5. Definice vlastností modelu (typ prvku, materiálové vlastnosti, okrajové podmínky, typ zatížení). Definování okrajových podmínek. Knihovny materiálových charakteristik.6. Procesory, typy analýz, konstrukční analýza, analýza polí mechanických napětí a deformací, analýza teplot-ních polí.7. Konvergence a přesnost řešení MKP, odhad diskretizační chyby výpočtu, možnost ovlivnění chyby. Adap-tivní algoritmy metody konečných prvků, h-metoda a p-metoda.8. Postprocesory, interaktivní grafický postprocesor, práce s modelem, interpretace a animace výsledků.9. Technologie výpočtů pro návrh strojních součástí a uzlů (svěrné a lisované spoje, kontaktní úlohy, velké deformace)10. Nástroje pro návrh optimálního geometrického tvaru. Globální a lokální citlivostní analýza. Tvarová a hmot-nostní optimalizace modelu, cílová funkce, omezující kritéria, výběr návrhových proměnných.11. Základy metody konečných objemů. Význam MKO pro výpočty proudových polí. Parciální diferenciální rovnice jako matematické modely proudění: Navierovy-Stokesovy rovnice, Eulerovy rovnice. Základní dife-renční schémata pro lineární rovnice, rozšíření 1D schémat na případ více prostorových proměnných, MKO ve 2D.12. Volba modelu proudění: jednofázový X vícefázový, jednosložkový - vícesložkový. Volba materiálu: tekutina - tuhá látka, stlačitelná - nestlačitelná, definice vlastností. Volba metody řešení: explicitní - implicitní, řád prostorové diskretizace. Sledování konvergence. Přesnost řešení. Inicializace řešení.13. Laminární a turbulentní proudění tekutin. Modelování turbulence. Dvourovnicový k - model, k - model, RSM model turbulence. Modelování proudění v blízkosti stěny - stěnové funkce, modelování proudění u stěny.14. Okrajové podmínky. Okrajové podmínky na stěně. Volba okrajových podmínek na vstupu a na výstupu.Obsah cvičeníProgram cvičení je zaměřen zejména na praktické řešení úloh ve zvoleném komerčním systému MKP.a) Seznámení s vybraným softwarem využívající metodu konečných prvků. Principy a zásady tvorby výpočtových modelů, postup při zadávání jejich vlastností a okrajových podmínek, postup při vytváření sítě konečných prvků. Interpretace výsledků řešení.b) Studentům jsou zadány individuální semestrální úlohy z mechaniky poddajného tělesa (deformač-ní a napěťová analýza součástí strojů, kontaktní analýza, výpočet šroubového spoje, výpočet liso-vaného spoje), vedení tepla a prodění tekutin.

Získané způsobilosti

Student získá detailní znalosti z aplikace metody konečných prvků.

Literatura

KOLÁŘ, V.-NĚMEC, I.-KANICKÝ, V.:. FEM principy a praxe metody konečných prvků. Computer Press, 1997. SPYRAKOS, C.:. Finite element Modeling in Engineering Practice. Pittsburgh, 1994. MANUÁL programu ALGOR. STEJSKAL, V. - STEJSKAL, S.:. Mechanika výrobních strojů a zařízení. /Skripta/. ČVUT, Praha, 1994. Petruška, J.:. Počítačové metody mechaniky II. Skripta v elektronické podobě. VUT Brno. www.338.vsb.cz/PDF/3D-Proudeni-ANSYS-Fluent.pdf

Požadavky

Aktivní účast na cvičeních. Semestrální práce.

Garant

prof. Ing. Jaroslav Beran, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Jaroslav Beran, CSc.Ing. Magda Vestfálová, Ph.D.doc. Ing. Martin Bílek, Ph.D.Ing. Martin Konečný, Ph.D.Ing. Pavel Peukert