Detail předmětu

Počítačová podpora technologie

FSI-DPPAk. rok: 2026/2027

Předmět seznamuje studenty s možnostmi počítačové podpory v různých oblastech návrhu výroby, zejména pak s využitím numerické simulace a metody konečných prvků (MKP), jako nástroje 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 základní 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

Udělení klasifikovaného zápočtu je podmíněno vypracováním zadaných numerických analýz v rámci práce s vybraným softwarem MKP a prokázáním teoretických znalostí v podobě písemného testu. 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 se základními možnostmi využití počítačové podpory v technologii 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 cílí především na osvojení dovedností nutných pro základní práci se simulačními softwary.

 

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

Studijní opory

http://ust.fme.vutbr.cz/tvareni/studium/index.php?stranka=opory a E-learning

Základní literatura

ŘIHÁČEK, Jan. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: část tváření. Brno, 2015, 29 s. Sylabus.
ŘIHÁČEK, Jan. FSI VUT v Brně. Simulace tvářecích procesů v softwaru FormFEM: řešené příklady. Brno, 2015, 94 s.
VANĚK, Mojmír. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: část svařování. Brno, 2015. Sylabus.
VANĚK, Mojmír. FSI VUT v Brně. Počítačová podpora technologie: příklady ze simulací svařování a tepelného zpracování. Brno, 2015.

Doporučená literatura

ESI GROUP. SYSWELD 2015: Reference Manual. 2015, 334 s.
GOLDAK, John A. a Mehdi AKHLAGHI. Computational welding mechanics. New York, USA: Springer, 2005, 321 s. ISBN 03-872-3287-7.
PETRUŽELKA, Jiří a Jiří HRUBÝ. Výpočetní metody ve tváření. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, Strojní fakulta, 2000. ISBN 80-7078-728-7.
RADHAKRISHNAN, P. a S. SUBRAMANYAM. CAD / CAM / CIM. 3rd ed. New Delhi: New Age International (P), 2008. ISBN 978-812-2422-368. (EN)
VALBERG, Henry S. Applied metal forming including FEM analysis. New York: Cambridge University Press, 2010. ISBN 978-051-1729-430.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STR-P bakalářský

    specializace STG , 3 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do simulací výrobních procesů (úvod a možnosti modelování (simulování) výrobních procesů, teoretické modelování, virtuální výroba, CAD/CAE/CAM výroba)

2. Možnosti numerické simulace (princip a použití numerické simulace v technologických procesech)

3. Možnosti numerické simulace (základní přístupy k numerickému modelování)

4. Základy metody konečných prvků (úvod do MKP, základní princip, Lagrangeova/Eulerova formulace, bázová funkce, základní rovnice MKP pro řešení deformačně-napěťových úloh, možnosti dimenzionelity a symetrie)

5. Popis geometrie v úlohách MKP (základní etapy při popisu geometrického modelu; základní typy tělesových prvků sítě MKP)

6. Materiálový model v MKP (základní materiálové modely, popis elasticity, podmínky plasticity, modely zpevnění, využití tahové zkoušky)

7. Materiálový model v MKP (popis anizotroie, využití tlakové zkoušky, změna vlastností v důsledku změny teploty a rychlosti)

8. Geometrický model v MKP (popis geometrie v MKP, rozdělení a popis prvků sítě, lineární vs. kvadratické prvky sítě, aplikace v systémech MKP, Kvalita sítě, vliv počtu prvků na přesnost)

9. Kontaktní úlohy v MKP (definice kontaktu v MKP, možnosti diskretizace a symetrie, základní algoritmus řešení kontaktních úloh, zahrnutí tření do modelů kontaktu)

10. Porušení materiálu v MKP (modelování porušení v numerických simulacích, virtuální modely porušení - diagram mezní tvařitelnosti, fyzické modely porušení - vliv triaxiality)

11. Specifika numerických simulací plošného tváření (specifika v definici sítě a materiálového modelu; sledované veličiny a jejich vyhodnocení)

12. Specifika numerických simulací objemového tváření (specifika v definici sítě a materiálového modelu; sledované veličiny a jejich vyhodnocení)

13. Ukázky numerického modelování (příklady užití různých softwarů)

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení s vybraným softwarem pro simulaci tváření

2. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

3. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

4. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

5. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

6. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

7. ZŘešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

8. Řešení zadané problematiky tváření v simulačním softwaru

9. Zadání a řešení samostatného projektu

10. Řešení samostatného projektu

11. Řešení samostatného projektu

12. Odevzdání zpracovávaného projektu

13. Závěrečný písemný test, klasifikovaný zápočet