Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy, vazby součástí)

Podobné dokumenty
Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy CAD/CAE, vazby součástí CAE)

Základy tvorby výpočtového modelu

SIMULACE V KONFEKČNÍ VÝROBĚ S VYUŽITÍM METODY KONEČNÝCH PRVKŮ (MKP, FEM)

Komplexní správa technických dat. PDM základní pojmy. Ing. Martin Nermut, 2012

Mechanika s Inventorem

PROJEKT II kz

Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Generování sítě konečných prvků

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Aplikace metody konečných prvků

APLIKACE SIMULAČNÍHO PROGRAMU ANSYS PRO VÝUKU MIKROELEKTROTECHNICKÝCH TECHNOLOGIÍ

TAH/TLAK URČENÍ REAKCÍ

Nelineární úlohy při výpočtu konstrukcí s využitím MKP

CAD/CAE. Fyzikální model. (fyzikální podstata problémů, počáteční a okrajové podmínky, materiálové modely)

FLUENT přednášky. Metoda konečných objemů (MKO)

POČÍTAČEM PODPOROVANÁ VÝROBA

1. Úvod do Systémů CAD

Tutoriál programu ADINA

Metoda konečných prvků Úvod (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Mechanika s Inventorem

TECHNICKÁ DOKUMENTACE (Technické kreslení)

POČÍTAČOVÁ PODPORA TECHNOLOGIE

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Propojení matematiky, fyziky a počítačů

Plánovací systémy s využitím IT

Úvod, rozdělení CAD systémů Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Karel Procházka

Rovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w

Metoda konečných prvků Charakteristika metody (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Tvorba výpočtového modelu MKP

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti (339) Metoda konečných prvků MKP I (Návody do cvičení)

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

Technologie II. Strojní programování. Přednáška č. 7. Autor: doc. Ing. Martin Vrabec, CSc.

Martin NESLÁDEK. 14. listopadu 2017

Mechanika s Inventorem

OPTIMALIZACE A MULTIKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ FUNKČNÍ ZPŮSOBILOSTI POZEMNÍCH STAVEB D24FZS

LOG. František Manlig. Technická univerzita v Liberci. Logistika TU v Liberci

BIM & Simulace CFD simulace ve stavebnictví. Ing. Petr Fischer

Autodesk Inventor Professional 9

PLM systémy a modelování procesů. Ing. Zdeňka Videcká, PhD. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta podnikatelská

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

Modelování zdravotně významných částic v ovzduší v podmínkách městské zástavby

VYUŽITÍ MATLABU PRO VÝUKU NUMERICKÉ MATEMATIKY Josef Daněk Centrum aplikované matematiky, Západočeská univerzita v Plzni. Abstrakt

Miroslav Stárek. Brno, 16. prosince ANSYS, Inc. All rights reserved. ANSYS, Inc. Proprietary

Numerické metody. Numerické modelování v aplikované geologii. David Mašín. Ústav hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky

Rozdíly mezi MKP a MHP, oblasti jejich využití.

Mechanika s Inventorem

Řešení 1D vedení tepla metodou sítí a metodou

KOMPLEXNÍ VZDĚLÁVÁNÍ KATEDRA STROJNÍ SPŠSE a VOŠ LIBEREC

Výpočtové nadstavby pro CAD

Pevnostní analýza plastového držáku

Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků

4EK311 Operační výzkum. 1. Úvod do operačního výzkumu

Tento materiál byl vytvořen vrámci projektu. Inovace ve vzdělávání na naší škole V rámci OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Simulace (nejen) fyzikálních jevů na počítači

1. Úvod do mechatroniky

Mechanika s Inventorem

Analýza prutové konstrukce

Řešení kontaktní úlohy v MKP s ohledem na efektivitu výpočtu

Parametrizovaná geometrie v COMSOL Multiphysics, verze 3.5a

Elektronické obvody analýza a simulace

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Počítačová dynamika tekutin (CFD) Řešení rovnic. - metoda konečných objemů -

1 Přesnost metody konečných prvků

Matematické modely a způsoby jejich řešení. Kateřina Růžičková

Počítačová grafika. (Computer Graphics) Úvod do tématu. Martina Mudrová únor 2007

Příspěvek do konference STČ 2008: Numerické modelování obtékání profilu NACA 0012 dvěma nemísitelnými tekutinami

ANALÝZA NAPĚTÍ A DEFORMACÍ PRŮTOČNÉ ČOČKY KLAPKOVÉHO RYCHLOUZÁVĚRU DN5400 A POROVNÁNÍ HODNOCENÍ ÚNAVOVÉ ŽIVOTNOSTI DLE NOREM ČSN EN A ASME

Digitální továrna. František Manlig. Technická univerzita v Liberci. TU v Liberci

CAD/CAM SYSTÉMY V ODĚVNÍ VÝROBĚ

CFD simulace vícefázového proudění na nakloněné desce: porovnání smáčivosti různých kapalin. Martin Šourek

KIS A JEJICH BEZPEČNOST-I

BR 52 Proudění v systémech říčních koryt

SYSTÉMY ŘÍZENÍ PODNIKU OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU MPH_SYRP V magisterském studiu

přenosu tepla seznámí s teoretickou stránkou této problematiky, kterou si dále osvojují v následných

České vysoké učení technické v Praze, Fakulta stavební. Projekt: Využití pokročilého modelování konstrukcí v magisterském studiu

Pružnost a plasticita II CD03

Globální matice konstrukce

VŠB- Technická univerzita Ostrava Fakulta strojní Katedra pružnosti a pevnosti. Úvod do MKP Napěťová analýza modelu s vrubem

Ing. Tomáš MAUDER prof. Ing. František KAVIČKA, CSc. doc. Ing. Josef ŠTĚTINA, Ph.D.

Počítačová simulace tepelných procesů s využitím výpočetních MKP systémů

FSI analýza brzdového kotouče tramvaje

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. 5. přednáška

Návrh optické soustavy - Obecný postup

Vliv podzemní těsnicí stěny na havarijní únik kontaminantu

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Numerická simulace sdílení tepla v kanálu mezikruhového průřezu

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

THE APPLICATION OF MATHEMATICAL MODEL TO CALCULATE THE STABLE CLIMATE BY TERUNA SOFTWARE. Olga Navrátilová, Zdeněk Tesař, Aleš Rubina

Zadejte ručně název první kapitoly. Manuál. Rozhraní pro program ETABS

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

POČÍTAČEM PODPOROVANÉ SYSTÉMY - CA SYSTÉMY

Obecný princip 3D numerického modelování výrubu

REGIONÁLNÍ TECHNOLOGICKÝ INSTITUT. Západočeská univerzita v Plzni Fakulta strojní

4EK212 Kvantitativní management. 1. Úvod do kvantitativního managementu a LP

CIM / CIE / e - business. Technická univerzita v Liberci Katedra výrobních systémů. é m. Pracovní texty

Tvarová optimalizace v prostředí ANSYS Workbench

Transkript:

NUMERICKÁ OPTIMALIZACE DŘEVAŘSKÉHO VÝROBKU Jan Tippner, LDF MENDELU Úvod do předmětu, úvod do problematiky CAE a MKP (přehled nástrojů a obecné postupy, vazby součástí)

Obsah Strana 2 http://www.youtube.com/watch?v=hmicuc3a_5y&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=q1c9yiftg7q&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=hrfcromz2ii&feature=related http://www.youtube.com/watch?feature=endscreen&nr=1&v=6vwbfkkjud8 http://www.youtube.com/watch?v=wnsiomvhehe&feature=related http://www.youtube.com/watch?nr=1&feature=endscreen&v=4r0mcv5kkly http://www.youtube.com/watch?v=uiux7iwj3ta&feature=related https://www.youtube.com/watch?v=bywj75j7ndm

Obsah 1) Úvod do předmětu CAD/CAE 2) Náplň přednášek a cvičení 3) Požadavky pro úspěšné absolvování předmětu 4) Úvod do CAE a MKP definice 5) Přehled nástrojů CAE, vazby součástí CAE 6) Obecné postupy CAD/CAE Strana 3

Cíle a požadavky CAD/CAE Strana 4 Cílem předmětu CAD/CAE: Osvojení si znalostí a dovedností z oblasti CAE (Computer Aided Engineering) se zaměřením na simulační nástroje využívající numerické analýzy a vazbu těchto nástrojů na ostatní oblasti CAE. Seznámení se s nástroji, jejich specifiky, užívanými metodami, požadavky na CAD modely pro potřeby CAE analýz, základní postupy analýz, procesy výstavby výpočtových modelů pro nasazení MKP (metody konečných prvků). Dotace: 14 týdnů á 1 hod. př. / 2 hod. cv. (povinná docházka)

Cíle a požadavky Strana 5 Seminární práce: projekt step by step postup numerické simulace tělesa/konstrukčního prvku. Téma (tvar, typ analýzy) bude zvoleno/zadáno ve 4. cvičení, zpracováno v průběhu semestru, poslední cvičení pro konzultace a připomínky k obsahu, odevzdáno v předepsané formální podobě (struktuře dané šablonou) do konce zkouškového období. Příklad části projektu: 4. Definice typu prvku (elementu) Z menu preprocesoru (Preprocessor Menu), vyberte Element Type > Add/Edit/Delete. Klikněte na 'Add...' tlačitko. Zobrazí se následující okno (obr. 4). V tomto případě volíme 3D elastický přímý pipe prvek (výběr viz obr. 4). Vyberte prvek a klikněte na 'OK'. Nyní je zobrazen 'Type 1 PIPE16' v 'Element Types' okně.

Strana 6 Co je CAE? CAE = Computer aided Engineering inženýrství pomocí počítače. počítačem podporované inženýrství, Jedná se o komplexní podporu inženýrských činností ve vývoji a návrhu. Jedná se o postupy zahrnující CAD, CAA, CAPP, CIM, MRP, PPC, ERP, CAM a CAQ. Jedná se o soubor výpočtových, modelovacích a simulačních prostředků nejčastěji využívající metodu konečných prvků (MKP). Termín CAE běžně užíván ve smyslu inženýrské analýzy. Pojen se jménem Jason Lemon, Structural Dynamics Research Corporation, konec roku 1970.

Co je CAE? Strana 7 CAD = Computer aided Design návrh pomocí počítače, počítačem podporovaný návrh, automatizované projektování a pod.), podporovaný návrh součásti, konstrukce, podpora tvorby dokumentace. SW pro geometrické a matematické modelování. Zejm. grafické činnosti příp. omezené výpočty a analýzy. CAA = Computer aided Analysis analýza pomocí počítače zahrnuje zejména postupy numerické analýzy (FEA). CAPP = Copmputer aided Production Planning plánování výroby pomocí počítače. PC podporované plánování: zhotovení pracovních plánů, výběr prostředků, zhotovení návodů na montáž, programování numerického řízení. CAQ = Computer aided Quality kontrola a řízení kvality, zkouška kvality výrobku (rozměrové tolerance, vlastnosti) CIM = Computer integrated Manufacturing CAM = Computer aided Manufacturing výroba s využitím počítače, zhotovení objektu pomocí počítačem řízeného obráběcího stroje. CAQ = Computer aided quality assurance PPC = Production planning and control ERP = enterprise resource planning

Co je CAE? Strana 8 Softwarové nástroje pro podporu CAE v oblasti: analýzy robustnosti a výkonosti součástí a celků simulace, verifikace, optimalizace produktů a výrobních nástrojů podpora obchodu (business process), výrobní modely s přesahem do obchodu Jednotlivé nástroje vystupují samostatně ale mohou interagovat mezi sebou (networking). CAE oblasti: Strukturální analýza FEA Teplotní analýza a analýza tekutin Computational fluid dynamics (CFD) Kinematika Analýza mechanických jevů (MES) An. procesů (tváření,obrábění, lisování) Optimalizace součástí a procesů Bezpečnostní analýzu (chlazení, jištění...)

Co je FEM? Strana 9 Finite element method (FEM), Finite element analysis (FEA) Metoda konečných prvků (MKP) numerická metoda sloužící k simulaci průběhů napětí, deformací, vlastních frekvencí, proudění tepla, jevů elektromagnetismu, proudění tekutin atd. na vytvořeném fyzikálním modelu. princip spočívá v diskretizaci spojitého kontinua do určitého (konečného) počtu prvků, přičemž zjišťované parametry jsou určovány v jednotlivých uzlových bodech. užívána především pro kontrolu již navržených zařízení, nebo pro stanovení kritického (nejnamáhanějšího) místa konstrukce ačkoliv jsou principy této metody známy již delší dobu, k jejímu masovému využití došlo teprve s nástupem moderní výpočetní techniky. Výhody: zkrácení vývojového času, snížení výrobních nákladů na zavedení do výroby, zvyšování kvality, inovace

Co je FEM? Strana 10 Metoda konečných prvků je založena na Lagrangeově principu: Těleso je v rovnováze, jestliže celková potenciální energie deformace soustavy je minimální. Preprocesor (připravení modelu, diskretizace) Solver (výpočet) Postprocesor (zobrazení) 1. Geometrický (CAD) model 2. Diskretizace modelu (nahrazení nekonečného objemu modelu konečným počtem prvků, resp. uzlových bodů) 3. Pro každý diskrétní bod získáme 3 rovnic pole posuvů do všech směrů (x,y,z) a snažíme se spočítat pole deformací(6 rovnic) a pole napětí(6 rovnic) 4. Nahrazení funkce posuvů polynomem a vyjádření funkce posuvů 5. Zavedení okrajových podmínek 6. Výpočet soustavy lineárních algebraických rovnic 7. Výpočet deformací a napětí pro jednotlivé uzlové body 8. Většinou grafické zobrazení na modelu s výpisem důležitých hodnot

Strana 11 Úloha 1. Geometrický model: 20x20x30 2. Diskretizace modelu: SOLID 3. Material: SM, BK 5. Zavedení okrajových podmínek Uxyz, Fy 6. Výpočet (linear static, 3D) 7. Export a zobrazení (Uy, Sy, EPTOy...)