Metoda konečných prvků pro biomechaniku

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky

Anotace:

Na cvičení se posluchači prakticky seznámí s výpočtovým prostředím programu ABAQUS. V rámci výuky budou řešeny jednoduché typické úlohy z technické praxe a biomechaniky pomocí metody konečných prvků (MKP). Každá hodina bude věnována praktickému seznámení s možnostmi řešení jednotlivých výpočtových úloh zaměřených na analýzu napětí 2D a 3D těles, volba optimálního typu elementů, možnosti modelování materiálů (elastické, hyperelastické, anizotropní, kompozity,..), statické modelování lineární/nelineární, kontaktní úlohy, volba a možnosti zavedení okrajových podmínek, ztráta stability, teplotní úlohy, dynamické děje. Posluchač samostatně provádí analýzu jednoduchých úloh podle návodů uvedených na webových stránkách. Klasifikovaný zápočet je udělen na základě odevzdání referátu s výsledky a vyhodnocením samostatně provedené výpočtové analýzy jednoduchého příkladu dle zadání.

Požadavky:

Znalosti předmětů PP I, PP II

Osnova přednášek:

Témata cvičení/hod

1. Seznámením s výpočtovým prostředím programu ABAQUS, struktura programu, práce s manuálem, „filozofie modelování“1

2. Import geometrie, práce s *.inp souborem, struktura tvorby modelu1

3. Řešení statické úlohy (vetknutý nosník), porovnání 3D a rovinné úlohy, lineární a kvadratické elementy1

4. Zpracování výsledků, post processing, export obrázků, tvorba grafů1

5. Symetrické statické úlohy (osa rotace, rovina symetrie)1

6. Modelování sestav více dílů, definice interakcí, volba okrajových podmínek1

7. Nelineární statické úlohy (kontakt, coupling,..)1

8. Nelineární statické úlohy - definice nelineárních materiálů (hyperelast., porézní,..)1

9. Více krokové statické úlohy1

10. Connector elementy1

11. Ztráta stability - vzpěr1

12. Teplotní úlohy1

13. Dynamické zatížení1

14. Kontrola referátů, konzultace1

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Cílem výuky předmětu Metoda konečných prvků pro biomechaniku je během cvičení ukázat studentům použití výpočtového programu ABAQUS v praxi. Při výuce budou řešeny některé typické úlohy, které se běžně vyskytují v technické praxi a příklady zaměření na biomechanické aplikace. Hlavním cíle je praktické seznámení studentů s výpočtovým prostředím, metodikou modelování úloh, vyhodnocení a prezentace výsledků MKP analýz.

Studijní materiály:

Kanócz A., Španiel M: Metoda konečných prvků v mechanice poddajných těles, Skripta, ČVUT

Valenta, F. at al.: Pružnost a pevnost III. ČVUT v Praze, 2002

Bathe, K.J., Wilson, E.L.: Numerical methods in finite element analysis. Prentice--Hall, Inc., 1976

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: