Detail předmětu

Počítačové metody mechaniky v dynamice

FSI-RPM-AAk. rok: 2020/2021

Předmět je zaměřen na dynamiku mechanických soustav. Výuka je zaměřena na několik základních oblastí, jako je kmitání soustav s jedním, a více stupni volnosti, kmitání kontinuí, kmitání nelineárních soustav a dynamika soustav tuhých a poddajných těles. V rámci cvičení bude student seznámen s řešením problémů z uvedených problematik pomocí numerických metod.

Výsledky učení předmětu

Absolvent bude mít podrobné znalosti z kmitání soustav s jedním a více stupňů volnosti. Bude schopen vypočítat vlastní frekvence a odezvu těchto soustav na různé druhy buzení. Bude schopen řešit úlohy technické praxe, které mohou být modelovány tímto způsobem. Absolvent bude seznámen s problematikou kmitání základních modelů kontinua. Bude schopen modelovat soustavy pomocí metody konečných prvků a pomocí multi-body systémů. Absolvent bude schopen aplikovat základní metody linearizace při řešení kmitání nelineárních soustav.

Prerekvizity

Student musí znát: lineární algebru, diferenciální a integrální počet jedné a více proměnných, základy programování a algoritmizace, matematický software (MATLAB), znalosti z předmětů statika, kinematika, pružnost a pevnost a dynamika.

Doporučená nebo povinná literatura

William T. Thomson, Theory of Vibration With Applications 5th Edition (EN)
Meirovitch,L.: Elements of Vibration Analysis, 2002
Crede,Ch.,Harris,C.: Shock and Vibration Handbook, 2005
Koloušek,V.: Stravebné konštrukcije namáhané dynamickými účinkami, 2003
Ralston,A.: Základy numerické matematiky, 2003

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky k udělení zápočtu: Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 20 bodů z 40 možných, které lze získat vypracováním dílčích úkolů a jejich prezentací. Bodový zisk z cvičení je součástí výsledné klasifikace předmětu.
Zkouška: Zkouška je rozdělena na dvě části. Klasifikace zkoušky vychází z klasifikací obou částí. Pokud je jedna z částí klasifikována stupněm F je výsledná známka zkoušky F. Náplní první části je průřezový písemný test, ze kterého je možno získat max. 30 bodů. Náplní druhé části je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu. Z této části je možno získat max. 30 bodů. Konkrétní podobu zkoušky, typy, počet příkladů či otázek a podrobnosti hodnocení sdělí přednášející v průběhu semestru.
Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky dle ECTS. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.

Jazyk výuky

angličtina

Cíl

Cílem předmětu je osvojení znalostí z oblasti lineárního a nelineárního kmitání mechanických soustav s jedním a více stupni volnosti, s kmitáním kontinuí, dále se základními metodami řešení pohybových rovnic a s dynamikou soustav tuhých a poddajných těles.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Jednorázovou neúčast je možno nahradit vypracováním náhradních úloh dle pokynů vyučujícího. Konkrétní podobu stanovuje učitel vedoucí cvičení.

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod do počítačových metod dynamiky
2. Volné kmitání lineárních soustav s 1 stupněm volnosti, problém vlastních hodnot
3. Vynucené kmitání lineárních soustav s 1 stupněm volnosti
4. Kmitání soustav s více stupni volnosti
5. Metody řešení problémů vlastních hodnot soustav s více stupni volnosti, metody přímé integrace pohybové rovnice
6. Kmitání nelineárních soustav
7. Metody redukce dynamických modelů
8. Podélné a torzní kmitání prutů
9. Příčné kmitání prutů
10. Kmitání obdélníkových a kruhových desek a membrán
11. Soustavy tuhých a poddajných těles
12. Modely dynamických soustav
13. Řešení problémů technické praxe

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Řešení pohybové rovnice
2. Řešení kmitání soustav s jedním stupněm volnosti
3. Řešení úloh vynuceného kmitání soustav s jedním stupněm volnosti
4. Pohybové rovnice soustav s více stupni volnosti a jejich řešení
5. Algoritmy pro řešení problémů vlastních hodnot a přímou integraci pohybové rovnice
6. Nelineární soustavy
7. Metody redukce modelů systémů s více stupni volnosti
8. Kmitání prutů (podélné a torzní)
9. Kmitání prutů (příčné)
10. Kmitání kruhových a obdélníkových desek a membrán
11. Soustavy tuhých těles
12. Soustavy tuhých těles
13. Soustavy tuhých a poddajných těles

Elektronické učební texty

lessons (en) - Dear colleague, please be so kind and pront the following document. Malenovsky

eLearning