Detail předmětu

Počítačová podpora technologie

FSI-HPTAk. rok: 2026/2027

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

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

FURRER, D. U. a S. L. SEMIATIN. ASM Handbook Volume 22B: Metals process simulation. Materials Park, Ohio: ASM International, 2010. ISBN 978-1-61503-005-7. (EN)
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.
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 N-STG-P 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

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Základy metody konečných prvků (úvod do numerické simulace, základní princip a typy úloh MKP, popis řešení deformačně-napěťové úlohy a úvod do teplotních úloh, základní rovnice MKP, lineární a nelineární úlohy)

2. Výpočetní síť MKP (geometrický model MKP, rozdělení prvků sítě, lineární a kvadratické prvky, kvalita sítě, možnosti zkvalitnění sítě)

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

4. Modely kontaktů v MKP (řešení kontaktních úloh v MKP, klasifikace kontaktů, algoritmus řešení kontaktů, typy kontaktů, zahrnutí tření a typy modelů tření)

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

6. Numerické simulace svařování (úvod, cíle numerických analýz svařování)

7. Numerické simulace svařování (simulace svařování v prostředí MKP)

8. Simulace tepelných procesů (základní veličiny pro popis šíření tepla)

9. Simulace tepelných procesů (simulace tepelného ovlivnění materiálu)

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

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

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

13. Ukázky numerické simulace svařování a tepelného zpracování (různé softwary)

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Řiháček, Ph.D.

Osnova

1. Seznámení s vybranými softwary 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. Seznámení s vybraným softwarem pro simulaci svařování

7. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

8. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

9. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

10. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

11. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

12. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru

13. Řešení zadané problematiky svařování v simulačním softwaru