Počítačová mechanika v dopravě
V rámci projektu se studenti seznámí s moderními výpočetními metodami používanými pro analýzu deformací a napětí. Práce jsou zaměřeny na numerickou analýzu napjatosti nejen částí vozidel (automobilů, tramvají, vlaků, popř. letadel), ale i na analýzu interakce vozidel s okolím, počítačovou simulaci crash-testů, popř. analýzu poškození člověka při dopravních nehodách. V projektu jsou používány výpočetní modely numerické mechaniky, zejména metoda konečných prvků, jsou řešeny úlohy inverzní dynamiky a mechaniky rychlých dynamických dějů.
Kód projektu: 18X1PD
Program studia:
Bakalářský studijní program (B 3710)
Technika a technologie v dopravě a spojíchVedoucí projektu: prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D., Ing. Jan Vyčichl, Ph.D., Ing. Petr Zlámal, Ph.D.
Obory studia:
DOS - Dopravní systémy a technika
Zdroje, které jsou k dispozici
Studenti budou používat výpočetní systémy, které jsou využívané v praxi nejen v projektových firmách, ale i v oblasti vědeckého výzkumu. Mezi tyto systémy patří např. ANSYS pro řešení fyzikálních problémů (elasticita, plasticita, kontaktní úloha, vedení tepla a pod.), MADYMO a SIMPACK pro řešení úloh dynamiky soustav těles a další. K dispozici jsou výkonné výpočetní nástroje, studenti se seznámí s paralelním způsobem výpočtu a to s pomocí svazku osobních počítačů (cluster IQ151) a operačního systému Linux, nebo za použití 40-procesorového superpočítače IBM SP a 22-procesorového superpočítače IBM SP2 (operační systém AIX) v Centru intenzivních výpočtů ČVUT. Ústav k618 rovněž disponuje vlastním 16 jádrovým (16 x Intel Xeon 3GHz) výpočetním strojem.
Spolupracujeme s externími pracovišti, ať už státními (Akademie věd - ÚTAM, ÚTEF, FS ČVUT) či v soukromém vlastnictví (společnost DEKRA Automobil, a. s.).
Postup při řešení záležitostí mechaniky
Konkrétní problémy a otázky mechaniky lze řešit pomocí tří metod:
-
analytické metody
-
numerické metody
-
experimentální metody
Studenti v rámci projektu nahlédnou pod povrch všem postupům. Absolvováním povinných předmětů (Statika, Kinematika a dynamika a Pružnost a pevnost) jsou zvládnuty základy analytického řešení. Projekt navíc umožňuje rozšířit si tyto znalosti díky nabídce povinně volitelných předmětů (viz níže). S numerickými metodami se studenti seznámí ve výpočetním programu ANSYS. V jednotlivých bodech se:
-
sestaví geometrický model, provede meshování, stanovení okrajových podmínek (zatížení,...),
-
provede výpočet a
-
analyzují výsledky.
Další neméně důležitou součástí jsou experimenty, které provádíme v laboratoři mechaniky Na Florenci. Laboratoř je vybavena nejmodernější technikou a využívá se k testování vzorků různých materiálů. Pomocí dostupných charakteristik (např. stress-strain diagram) lze ověřit numerický model, přip. stanovit patřičné odchylky a odhadnout přesnost simulace. Více ohledně vybavení laboratoře se dozvíte na odkazu:
Studenti pracující na projektu
obor |
ročník 2. | ročník 3. |
---|---|---|
DOS - Dopravní systémy a technika | Václav Rada | Tomáš Moos |
Konkrétní řešené problémy (ukázky bakalářských prací)
- Využití digitální obrazové korelace v experimentální mechanice
- Srovnání termovizně zaznamenaného teplotního pole mechanicky namáhané konstrukční části s FEM modelem
- Optické metody měření deformací
- Vyšetřování mechanických vlastností kovových pěn pomocí mikrostrukturálních modelů
- Experimentální a numerické testování materiálů používaných pro konstrukci ochranných přileb
- Numerická studie vlivu materiálových vlastností přilby na její ochrannou funkci