Detail předmětu

Simulace v automobilovém průmyslu

FSI-QPAAk. rok: 2023/2024

Předmět má seznámit studenty s nejdůležitějšími soudobými výpočtovými modely aplikovanými při vývoji moderních pohonných jednotek a motorových vozidel. Důraz je kladen na matematické a fyzikální základy výpočtových modelů a programových prostředků, jakož i verifikaci výsledků výpočtového modelování adekvátními experimentálními metodami. Prezentovaná problematika zahrnuje aplikaci metody konečných prvků při analýzách deformace, napjatosti, únavové bezpečnosti, teplot nebo kontaktů komponent motorových vozidel.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství (ÚADI)

Vstupní znalosti

Znalosti matematiky vyučované na bakalářském studiu a nezbytně zahrnující lineární algebru (matice, determinanty, soustavy lineárních rovnic apod.), diferenciální a integrální počet a obyčejné diferenciální rovnice.
Znalosti základů kinematiky, dynamiky, pružnosti a pevnosti.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Zápočet je podmíněn aktivní účastí ve cvičeních, řádným vypracováním semestrální práce a splněním podmínek při kontrolních testech. Závěrečná zkouška ověřuje znalosti získané při přednáškách, cvičeních a při samostudiu podpůrných zdrojů informací. Zkouška a je rozdělena do písemné teoretické části, písemné výpočtové části a do části ústní. Zkouška zohledňuje práci studenta ve cvičení. Student musí pro úspěšné splnění zkoušky dosáhnout nadpoloviční počet bodů z celkového počtu bodů. Ústní zkouška může ověřit znalosti studenta v dané problematice a ovlivnit výsledné hodnocení.


Cvičení jsou povinná, forma nahrazení zameškané výuky je řešena individuálně s cvičícím nebo s garantem předmětu. Přednášky jsou nepovinné, avšak silně doporučené.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se soudobými výpočtovými modely, které jsou pro řešení různých typů úloh aplikovány při vývoji motorových vozidel. Výpočtové modely jsou využity pro simulace lineárních a nelineárních problémů strukturální mechaniky pomocí metody konečných prvků. Součástí je představení matematické a fyzikální podstaty výpočtových modelů a prezentace těchto modelů prostřednictvím programových prostředků.


Předmět umožní studentům získat znalosti o soudobých výpočtových modelech, aplikovaných v rámci úloh strukturální mechaniky pohonných jednotek a motorových vozidel. Získané schopnosti umožní studentům provádět analýzy pevnostní mechanických struktur, vedení tepla v pevných tělesech, velkých deformací, kontaktů těles nebo rychlých dynamických dějů.

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

ZIENKIEWICZ, O.C. a R. L. TAYLOR. The finite element method: Volume 1: The Basics. Fifth edition. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. ISBN 07-506-5049-4. (EN)
WELTY, J. R., WICKS, C. E., WILSON, R. E. & G. L. RORRER. Fundamentals of momentum, heat, and mass transfer. New York: Wiley, 5th ed., 2008. (EN)
STACHOWIAK, Gwidon W. a Andrew W. BATCHELOR. Engineering Tribology. 3. vyd. Boston: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0-7506-7836-4. (EN)

Doporučená literatura

AHMAD S., IRONS, B. M. a O.C. ZIENKIEWICZ. Theory Reference. Southpointe: ANSYS, Inc. Release 2023 R2. (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-ADI-P magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D.

Osnova

  1. Úvod k výpočtovým simulacím strukturální mechaniky těles v automobilovém průmyslu
  2. Diskrétní modely komponent
  3. MKP v lineární strukturální mechanice
  4. Aplikace MKP v komerčních systémech
  5. Metody diskretizace pro MKP
  6. Hodnocení pevnosti komponent motorových vozidel
  7. Hodnocení únavového poškozování komponent aplikací MKP
  8. Řešení nelineárních úloh a velké deformace
  9. Modelování kontaktů těles aplikací MKP
  10. Modelování geometrických a materiálových nelinearit aplikací MKP
  11. Modelování svarových spojů aplikací MKP
  12. Modelování přestupu tepla aplikací MKP
  13. Modelování dynamických dějů aplikací MKP

Cvičení s počítačovou podporou

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jozef Dlugoš, Ph.D.

Osnova

  1. Příprava geometrických modelů komponent I
  2. Příprava geometrických modelů komponent II
  3. Prutové prvky v MKP
  4. Plošné prvky v MKP
  5. Diskretizace objemových modelů komponent I
  6. Diskretizace objemových modelů komponent II
  7. Směrová tuhost komponent pohonné jednotky
  8. Vysokocyklové únavové poškození v MKP
  9. Nízkocyklové únavové poškození v MKP
  10. Kontakt komponent pohonné jednotky
  11. Analýza napjatosti svarového spoje
  12. Tepelně-mechanická a přechodová tepelná MKP analýza
  13. Zápočtový test formou praktické aplikace MKP programu

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz