Předmět: Finite Element Method

» Seznam fakult » DFJ » KMMCS
Název předmětu Finite Element Method
Kód předmětu KMMCS/XEMKP
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Zimní a letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Angličtina
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Tomek Petr, doc. Ing. Ph.D.
  • Gajdoš Tomáš, Ing.
Obsah předmětu
1. Energy principals (Lagrange, Castiglian), Ritz's variation method. Principal of FEM, duality (deformation variant, force variant), element stiffness matrix. 2. Finite elements and their usage - beam elements, plane elements, shell elements, solid elements, special elements (MASS, GAP, STRING, axially-symmetric element). 3. Strength evaluation of thin wall structures, stress categories, strength, Fatigue evaluation of computational models. 4. Steady state and transient heat problems, heat transfer, linear and nonlinear problems. 5. Linear loss of stability, eigenproblems, eigenvalues, eigenmodes. 6. Non-linear problems, principal, strategy of numerical solution. 7. Material non-linearity, non-linear stiffness matrix, models of non-linear behavior of materials, limit load, plastic hinges, mechanism, result evaluation. 8. Geometrical non-linearity, non-linear stiffness matrix, large displacements, limit load, result evaluation. 9. Stability problems of structures (rod, wall, cylindrical shell), theoretical description, analytical solution, ideal structure, real structure, initial imperfections. 10. Fully non-linear problems, strength and stability in elastic-plastic area, possible methods of evaluation. 11. Natural frequencies and natural modes - methods of solution, signification of particular natural frequencies and modes, modal mass. 12. Dynamic problem - methods of solution. Response computation by normal mode method, stationary state. Response computation by direct integration of differential equations, transient conditions.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Metody samostatných akcí
  • Kontaktní výuka - 65 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 50 hodin za semestr
  • Semestrální práce - 5 hodin za semestr
Výstupy z učení
The aim of this course is to introduce students to basic principles and some sophisticated techniques concerning the Finite Element Method (FEM) presumed for computational analyses of structures. The emphasis is mainly placed on the non-linear problems, loss of stability, excited vibration and result evaluation according to the existing norms and standards.
On completing the FEM course, the student can solve simple tasks of linear statics and natural vibration by means of the computer program COSMOS/M, COSMOSWorks individually. Based on the achieved results of the analysis, the student is able to evaluate strength and fatigue according to valid norms and standards or more precisely according to modern scientific and technical knowledge.
Předpoklady
The following basic knowledge is expected: mathematics (linear algebra - matrix calculus, eigenproblems), numerical mathematics (solution of linear equation system, interpolation), mechanics (statics, kinematics, dynamics, strength of material, thermo-mechanics).
KMMCS/XESPP

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

The following basic knowledge is expected: mathematics (linear algebra - matrix calculus, eigenproblems), numerical mathematics (solution of linear equation system, interpolation), mechanics (statics, kinematics, dynamics, strength of material, thermo-mechanics).
Doporučená literatura
  • European Convention for Constructional Steelwork. Buckling of Steel Shells - European Desing Recommendations.. [S.l.]: ECCS - European Convention for Constructional Steelwork, 2008.
  • Menčík, Jaroslav. Applied mechanics of materials. Pardubice: University of Pardubice, 2019. ISBN 978-80-7560-228-2.
  • Menčík, Jaroslav. Impacts and vibrations . Pardubice: University of Pardubice, 2018. ISBN 978-80-7560-165-0.
  • Zienkiewicz, O. C. The finite element method for solid and structural mechanics Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0-7506-6321-9. Amsterdam: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005. ISBN 0-7506-6321-9.
  • Zienkiewicz, O. C. The finite element method.. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. ISBN 0-7506-5049-4.
  • Zienkiewicz,O.C. The Finite Element Method in Engineering Science NY, London,MCGRAW Hill 1971. N.Y.,London,McGraw Hill, 1971.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr