Předmět: Úvod do metody konečných prvků

» Seznam fakult » DFJ » KMMCS
Název předmětu Úvod do metody konečných prvků
Kód předmětu KMMCS/YAUMK
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Tomek Petr, doc. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
1. Analytické metody versus numerické metody - výhody, nevýhody, základní pojmy maticového a variačního počtu. 2. Energetické principy (Lagrange, Castiglian), Ritzova variační metoda. 3. Princip MKP, dualita metody - deformační varianta MKP, silová varianta MKP, matice tuhosti prvku. 4. Matice soustavy prvku, zatížení, okrajové podmínky, soustava lineárních rovnic a její řešení. 5. Konečné prvky a jejich použití - nosníkový prvek, prutový prvek. 6. Konečné prvky a jejich použití - stěnový prvek, deskový prvek, skořepinový prvek. 7. Konečné prvky a jejich použití - masivní prvek, speciální prvky (MASS, GAP, SPRING, osově symetrický prvek). 8. Lineární statika, výpočet posuvů, deformací a napětí. 9. Vyhodnocení výsledků lineární statiky, kategorizace napětí, pevnost, únava. 10. Ukázky skutečných technických úloh z praxe, použití různých prvků.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Demonstrace
  • Kontaktní výuka - 14 hodin za semestr
  • Semestrální práce - 26 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 110 hodin za semestr
Výstupy z učení
Cílem předmětu je seznámit studenty s metodou konečných prvků, aplikovanou na řešení úloh z lineární statiky a vlastního kmitání konstrukcí. Studenti se naučí teoretické základy metody včetně samostatného řešení praktických úloh na počítači pomocí programu Solidworks Simulation.
Po absolvování předmětu student umí samostatně řešit jednodušší úlohy z oblasti lineární statiky. Na základě dosažených výsledků výpočtů je student schopen vyhodnotit pevnost a únavu podle platných předpisů a norem, resp. podle soudobých poznatků vědy a techniky.
Předpoklady
Předpokládá se základní znalost matematiky (lineární algebra - maticový počet, teorie vlastních čísel a vektorů), numerické matematiky (řešení soustavy lineárních rovnic, interpolace), mechaniky (statika, kinematika, dynamika, pevnost-pružnost, eventuálně termomechanika).

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Konkrétní požadavky sdělí studentům vyučující v prvním týdnu semestru. Zkouška z předmětu je stanovena v souladu se Studijním a zkušebním řádem.
Doporučená literatura
  • Bitnar, Řeřicha. Metoda konečných prvků v dynamice konstrukcí, SNTL Praha 1981. Praha: SNTL, 1981.
  • Kolář,V., Kratochvíl,J.,Leitner,F.,Ženíšek,A. Výpočet plošných a prostorových konstrukcí metodou konečných prvků.. Praha: SNTL, 1979.
  • Nakasone,Y., Yoshimoto, S. Engineering Analysis with ANSYS Software.. Elsevier, 2006. ISBN 0-7506-6875-X.
  • Servít, R., Drahoňovský, Z., Šejnoha,J., Kufner, V. Teorie pružnosti a plasticity I. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1984.
  • 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 in Engineering Science. 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