Simulační numerické výpočty technologických procesů


V rámci předmětu student získá znalosti v oblasti numerického modelování technologických procesů slévání, svařování, tváření kovů a zpracování plastů. Oblast slévárenských procesů se zabývá základy metod numerických výpočtů, simulací lití a tuhnutí slévárenských procesů. Dále je popsán: účel a cíle simulačních programů ve slévárenství, typy simulačních programů pro slévárenské účely, struktura simulačních programů. Sledování tepelně - fyzikálních veličin potřebných pro simulační výpočty, jejich význam a vzájemné závislosti. Základy metod konečných prvků. Přehled základních výpočetních rovnic využívaných ve slévárenských procesech. Metody výpočtu používané při simulacích technologických procesů probíhajících při slévání slitin kovů. Výpočtové modely potřebné pro simulaci, kvalita modelů, simulační postupy (preprocessing, processing, postprocessing), přesnost simulací, vývoj simulací. Vstupní konstrukční a materiálové modely, možnosti výpočtů a přesnost výsledků ze simulací. Charakteristika dalších využití simulačních programů ve slévárenství a optimalizace slévárenských procesů.V oblasti simulací svařovacích procesů se studenti seznámí s výpočty pomocí teplotně-metalurgických a také napěťovo-deformačních analýz. S postupy při návrhu a tvorbě výpočetního modelu, definování vhodného modelu zdroje tepla pro konkrétní metodu svařování i se zásadami při volbě a definování okrajových podmínek jak z hlediska statické určitosti a vlastní tuhosti, tak také z hlediska podmínek pro přestup tepla uvnitř modelu i vůči okolnímu prostředí. Součástí bude i způsob získávání a zpracování vstupních dat a veličin jak fyzikálních, tak mechanických, a to ve formě jejich teplotních závislostí. V oblasti simulací tváření kovů se studenti seznámí s pojmy mechaniky kontinua a základními rovnicemi mechaniky poddajných těles nutných pro pochopení podstaty virtuálního přístupu k modelování technologických procesů. Důraz při výuce bude kladen na dále uvedené oblasti. Konstitutivní vztahy elasto-plastického chování anizotropního materiálu a možnosti numerické integrace elasto-plastických konstitutivních vztahů. Strategie pro import a diskretizaci funkčních ploch nástroje, volba velikosti a tvaru elementů výpočtové sítě. Detekce chyb a závazná pravidla pro úpravu výpočtové sítě. Způsob výběru a definice vhodného matematického modelu deformačního chování materiálu při tváření různých typů materiálů. Výhody kinematických modelů zpevnění. Kvantifikace vstupních parametrů ovlivňující výsledek numerické simulace procesu tváření. Metodika provádění a vyhodnocování experimentálních zkoušek pro získávání klíčových vstupních parametrů numerické simulace. Způsoby získávání a zadávání okrajových podmínek vztahujících se k dané technologii tváření (kinematika pohybu nástroje, technologické podmínky, rychlost deformace atd.). Vyhodnocení a interpretace výsledků numerické simulace s ohledem na návrh technologického postupu výroby daného dílu. Využití diagramu mezních přetvoření při deformační analýze procesu tváření. Metody a způsoby verifikace numerické simulace. Datová kompatibilita různých úrovní numerické simulace technologických procesů tváření. V oblasti zpracování plastů se studenti seznámí se základy metod numerických výpočtů. Používané simulační softwary, jejich význam, využití, aplikované matematické modely. Tvorba sítě, materiálová data a jejich vliv na kvalitu výsledků. FEM analýza procesu toku taveniny, procesu odvodu tepelné energie, smrštění a deformací produktů. Možnosti optimalizace procesu. Strukturální analýza plastových výrobků. Speciálních zpracovatelské technologie. Verifikace výsledků CAE analýz. 


Zkratka: SIM*D
Vyučující: Brdlík, Moravec, Sobotka, Solfronk
Semestr: Zimní
Kredity:
Rozsah:
Předmět Simulační numerické výpočty technologických procesů je vyučován v:
P0788D270002 Technologie a materiály :
P0788D270002 Technologie a materiály :

Zpracovávám...