Detail předmětu

Metoda konečných prvků a výpočetní systém ANSYS

FSI-0KPAk. rok: 1999/2000

Korektní problémy mechaniky kontinua. Alternativní způsoby řešení
diferenciálních rovnic. Variační metody - Ritzova metoda, metoda
konečných prvků. Historie metody konečných prvků. Algoritmus metody,
numerická realizace okrajových podmínek. Algoritmy řešení systémů
rovnic konečných prvků. Klasický variační přístup. Aproximační funkce
na přímkovém a trojúhelníkovém prvku. Alternativní způsoby nalezení
variačních principů. Metoda vážených reziduí (Weighted Residual Method).
Konečné prvky a interpolační funkce. Programový systém ANSYS a jeho
možnosti. Ukázky praktických aplikací. Organizace programu, databáze,
pracovní soubory. Preprocessing - solid modeling, direct meshing.
Aplikace okrajových podmínek a vlastní řešení. Postprocessing.
Top-Down modeling, Bottom-Up modeling. Souřadnicové systémy. Pracovní
roviny. Selekce entit. Booleovské operace. Komponenty, sestavy. APDL.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

0

Garant předmětu

doc. Ing. Jaromír Heger, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Studenti si osvojí základní pojmy z oboru metody konečných prvků. Naučí
se požívat ji k řešení problémů mechaniky kontinua na složitých dvou i
trojrozměrných oblastech jako nadstavbu k dosud poznaným řešením
analytickým. Použitelnost získaných znalostí je ve všech oborech
mechaniky kontinua pevné i fluidní fáze pro všechny konstrukční i
technologické směry inženýrského studia.

Způsob a kritéria hodnocení

Požadavky pro zápočet:
- aktivní účast ve cvičeních
- samostatné zvládnutí řešených úloh

Učební cíle

Cílem kursu je seznámit studenty se základními principy metody konečných
prvků a s její pratickou aplikací při modelování různých problémů
mechaniky kontinua. Výuka je konkrétně zaměřena na použití programového
systému ANSYS, který je rozšířen na vysokých školách, vědeckých ústavech
a v průmyslových podnicích u nás i v zahraničí.

Základní literatura

Zienkiewicz, O. C. and Taylor, R. L., Finite Element Method, Vol. 1,2, Pergamon, 2000
Huebner, K. H. et al.: The Finite Element Method for Engineers, J.Wiley, 4th ed., 2001
Hinton, E. - Owen, D. R. J.: Finite Element Programming, Pineridge press, 1977

Doporučená literatura

ANSYS User's Manuals: Analysis Guides
ANSYS User's Manuals: Commands Manual
ANSYS User's Manuals: Elements Manual

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 3. ročník, letní semestr, ostatní
    obor , 3. ročník, letní semestr, ostatní
    obor , 3. ročník, letní semestr, ostatní
    obor , 3. ročník, letní semestr, ostatní

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

28 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaromír Heger, CSc.

Osnova

1. Mechanika kontinua, korektní problémy mechaniky kontinua.
2. Alternativní způsoby řešení parciálních diferenciálních rovnic.
3. Variační metody - Ritzova metoda, metoda konečných prvků.
4. Aproximační funkce na přímkovém a trojúhelníkovém prvku.
5. Programový systém ANSYS a jeho vlastnosti. Řešení technických úloh.
6. Organizace programu. Databáze. Pracovní soubory programu ANSYS.
7. Grafické menu. Interaktivní a dávkový způsob práce. Preprocessing.
8. Solid Modeling (Top-Down, Bottom-Up, diskretizace). Direct Meshing.
9. Aplikace okrajových podmínek a vlastní řešení problémů.
10. Postprocessing - vyhodnocování výsledků řešení.
11. Souřadnicové systémy, pracovní roviny.
12. Selekce geometrických entit, Booleovské operace.
13. Komponenty, sestavy. Grafické výstupy z ANSYSu. Program DISPLAY.
14. Násobné zátěžné kroky. ANSYS Parametric Design Language (APDL).

Cvičení na počítači

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jaromír Heger, CSc.

Osnova

V průběhu semestru budou řešeny 3 praktické příklady:
2 z oblasti pružnosti a pevnosti,
1 z oblasti vedení tepla (prostup tepla okenní stěnou).
Studenti se naučí ovládat ANSYS tak, aby grafických výstupů mohli
používat jako součástí ročníkových projektů či diplomových prací.