Úvod do modelování strukturálních vlastností výrobních strojů a modelování dynamického chování výrobních strojů v interakci s výrobním procesem. Užití vybraných analytických modelů a základy modelování metodou konečných prvků pro analýzy strukturálních vlastností a hodnocení stavby výrobního stroje s ohledem na jeho zatížení výrobním procesem.

1. Motivace modelování a simulací výrobních strojů. Zatížení nosné struktury výrobního stroje procesními silami a teplem.
2. Statické a modální vlastnosti diskrétních mechanických soustav.
3. Tlumení struktur výrobních strojů. Frekvenčně závislá dynamická poddajnost – výpočet a měření.
4. Řezné síly jako zdroj vnějšího silového zatížení stroje.
5. Úvod do samobuzeného kmitání.
6. Inženýrský úvod do modelování strojů pomocí metody konečných prvků (MKP).
7. Cíle úloh MKP v oblasti výrobních strojů.
8. Tvorba výpočtových modelů a definice okrajových podmínek. Úlohy strukturální a teplotně-mechanické.
9. Submodely uzlů a prvků nosné stavby stroje. Modelování vazeb, spojů a mechaniky pohonů.
10. Transformace a redukce modelů MKP nosných struktur pro tvorbu propojených modelů s mechanikou pohonů.
11. Výpočty strukturálních vlastností a interpretace výsledků ve vazbě na interakci stroje s výrobním procesem a zohlednění chování stroje v konstrukčního návrhu.
12. Vybrané případové studie z praxe. Shrnutí souvislostí.
13. Prezentace semestrálních prací. Zápočty.

Osnova cvičení:
Příklady v Matlabu: Statické a modální vlastnosti diskrétních mechanických soustav. Frekvenční přenosová funkce. Modelování řezných sil v geometrické, časové a frekvenční oblasti. Výpočet diagramů stability obrábění pro definovaný proces.
Příklady v Ansys Workbench: Základy modelování MKP v ANSYS, příprava CAD geometrie a tvorba výpočetní sítě. Vazbové podmínky, náhradní modely valivých vedení, ložisek a mechaniky pohonů. Parametrizace kinematické konfigurace pohybových skupin stroje. Definice okrajových podmínek. Strukturální úlohy zjednodušených modelů dílců a soustav nosné struktury stroje (statika, modální analýza). Řešení a zhodnocení výsledků semestrální práce a interpretace výsledků.

1. Motivace modelování a simulací výrobních strojů. Zatížení nosné struktury výrobního stroje procesními silami a teplem.
2. Statické a modální vlastnosti diskrétních mechanických soustav.
3. Tlumení struktur výrobních strojů. Frekvenčně závislá dynamická poddajnost – výpočet a měření.
4. Řezné síly jako zdroj vnějšího silového zatížení stroje.
5. Úvod do samobuzeného kmitání.
6. Inženýrský úvod do modelování strojů pomocí metody konečných prvků (MKP).
7. Cíle úloh MKP v oblasti výrobních strojů.
8. Tvorba výpočtových modelů a definice okrajových podmínek. Úlohy strukturální a teplotně-mechanické.
9. Submodely uzlů a prvků nosné stavby stroje. Modelování vazeb, spojů a mechaniky pohonů.
10. Transformace a redukce modelů MKP nosných struktur pro tvorbu propojených modelů s mechanikou pohonů.
11. Výpočty strukturálních vlastností a interpretace výsledků ve vazbě na interakci stroje s výrobním procesem a zohlednění chování stroje v konstrukčního návrhu.
12. Vybrané případové studie z praxe. Shrnutí souvislostí.
13. Prezentace semestrálních prací. Zápočty.

Příklady v Matlabu: Statické a modální vlastnosti diskrétních mechanických soustav. Frekvenční přenosová funkce. Modelování řezných sil v geometrické, časové a frekvenční oblasti. Výpočet diagramů stability obrábění pro definovaný proces.
Příklady v Ansys Workbench: Základy modelování MKP v ANSYS, příprava CAD geometrie a tvorba výpočetní sítě. Vazbové podmínky, náhradní modely valivých vedení, ložisek a mechaniky pohonů. Parametrizace kinematické konfigurace pohybových skupin stroje. Definice okrajových podmínek. Strukturální úlohy zjednodušených modelů dílců a soustav nosné struktury stroje (statika, modální analýza). Řešení a zhodnocení výsledků semestrální práce a interpretace výsledků.

Kolář, V., Němec, I., Kanický, V.: FEM Principy a praxe metody konečných prvků. Computer Press 1997; ISBN 80-7226-021-9;
Rektorys K. a spol.: Přehled užité matematiky I a II. Praha, Prometheus, 1995. ISBN 80-85849-72-0 (soubor obou knih).
Fenner, R.T.: Finite Element Methods for Engineers (2nd edition). London, Imperial College Press, 2013. ISBN 978-1-84816-886-2
Hughes, T.J.R.: The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis. Prentice-Hall, 2000. ISBN: 978-0-48641-181-1
Schmitz, T.L., Smith, K.S.: Machining Dynamics: Frequency Response to Improved Productivity. New York, Springer, 2009. ISBN 978-0-387-09644-5
Výukové podklady na MOODLE ČVUT.

Absolvovaný základní kurz mechaniky (statika, kinematika, dynamika) a pružnosti a pevnosti v rozsahu bakalářského studia programu TZSI. Základní znalost prostředí MATLAB.

Simulace výrobních strojů, interakce výrobního stroje s procesem, statická tuhost, dynamická tuhost, modelování řezných sil, samobuzené kmitání.