Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2009/2010

Numerické metody v konstrukci el. strojů a přístrojů

Typ studia magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 453-0322/01
Zkratka NMKSP
Název předmětu česky Numerické metody v konstrukci el. strojů a přístrojů
Název předmětu anglicky FEM Used in Designing of Electrical Machines and Apparatus
Kreditů 8
Garantující katedra Katedra elektrických strojů a přístrojů
Garant předmětu Ing. Zdeněk Hytka, CSc.

Osnova předmětu

Přednášky:
Popis, struktura a možnosti CAD a FEM programů, sestavení modelu, materiálové konstanty, řešení a vyhodnocování dat.
2D a 3D úlohy elektrických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
2D a 3D úlohy magnetických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.

2D a 3D úlohy elektromagnetických polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
2D a 3D úlohy tepelných polí, okrajové podmínky, model, řešení, vyhodnocení.
Úvod do řešení strukturálních úloh, mechanická napětí, deformace, ohyb, namáhání krutem.
2D a 3D úlohy sdružených polí (elektrické + magnetické + tepelné + strukturální úlohy).
Metodika řešení 2D a 3D úloh sdružených polí, řešení sdružených polí pomocí metody přímé a nepřímé, typy elementů, materiálové konstanty.
Úvod do řešení polí proudění kapalin a plynů.

Projekty:
Studenti vypracují samostatný projekt metodou konečných prvků.

Počítačové laboratoře:
Seznámení s podmínkami pro udělení zápočtu, zadání semestrální práce, spouštění programu, správa paměti, import a export dat, Graphical user's interface(GUI).
Preprocessor - sestavení modelu 2D a 3D, typy elementů, zadávání materiálových konstant, tvorba maker.
2D a 3D model kondenzátoru, výpočet kapacity, izolátor VN (rozložení intenzity napětí, elektrická pevnost.

2D a 3D model magnetického obvodu s permanentním magnetem (magnetický obvod s B-H charakteristikou, výpočet silových účinků).
2D model cívky (určení indukčnosti vzduchové cívky a cívky s jádrem).
2D model 3f přípojnic (silové účinky při průchodu zkratového proudu, vliv hloubky vniku, tvar a rozložení magnetického pole v 3f obvodu),
2D SS magnetu (statická tahová charakteristika, vliv B-H charakteristik použitých materiálu).
2D model transformátoru (oteplení vinutí),
2D model 1f transformátoru, výpočet magnetického pole a oteplení vinutí při jmenovitém zatížení,
3D model tepelné spouště jističe (výpočet oteplení při průchodu nadproudu, silový účinek vzniklý tepelnou deformací).
3D model hřídele asynchronního motoru (materiálové konstanty, zatížení ohybem a krutem, max. dovolená napětí).
2D model transformátoru (přirozené a nucené chlazení, odvod tepla chladícími žebry).

Povinná literatura

Mayer, D., Ulrych, B.: Základy numerického řešení elektrických a
magnetických polí.
V. Kolář, I. Němec, V. Kanický: FEM principy a praxe metody konečných prvků
Zienkiewicz, O.C. : The Finite Element Method In Engineering Science
Ansys Help System (podle aktuální verze programu)
Ansys User's Guide (podle aktuální verze programu)

Doporučená literatura

Mayer, D., Ulrych, B.: Základy numerického řešení elektrických a
magnetických polí.
V. Kolář, I. Němec, V. Kanický: FEM principy a praxe metody konečných prvků
Zienkiewicz, O.C. : The Finite Element Method In Engineering Science
Ansys Help System (podle aktuální verze programu)

Ansys User's Guide (podle aktuální verze programu)