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.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

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.

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.

Učební cíle

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.

Základní literatura

William T. Thomson, Theory of Vibration With Applications 5th Edition (EN)
Crede,Ch.,Harris,C.: Shock and Vibration Handbook, 2005

Doporučená literatura

Meirovitch,L.: Elements of Vibration Analysis, 2002
Koloušek,V.: Stravebné konštrukcije namáhané dynamickými účinkami, 2003
Ralston,A.: Základy numerické matematiky, 2003

eLearning

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