Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Základy simulace výrobních procesů

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 652-2307/01
Zkratka ZSVP
Název předmětu česky Základy simulace výrobních procesů
Název předmětu anglicky Basics of manufacturing process simulation
Kreditů 5
Garantující katedra Katedra metalurgických technologií
Garant předmětu Ing. Petr Opěla, Ph.D.

Osnova předmětu

Přednášky:
1) Princip numerického modelování metalurgických procesů. Přehled dostupných simulačních softwarů.
2) Příprava projektu v prostředí ANSYS Workbench (editor integrovaného prostředí).
3) Princip fyzikálního modelování metalurgických procesů. Podobnost systémů, konstanty podobnosti. Bezrozměrové parametry (kritéria podobnosti), rozdělení a vlastnosti kritérií podobností.
4) Základní využití výpočetní techniky pro simulaci lití a tuhnutí odlitků
5) Příprava a zpracování virtuálního modelu včetně návrhu vtokové soustavy (VS), technologických přídavků a konstrukce formy
6) Zpracování dat a vyhodnocení výsledků v simulačním programu magma
7) Základní fysikální veličiny spjaté s procesy tváření kovů (teplota, deformace, deformační rychlost, deformační odpor), jejich vzájemné vazby a možnosti analytického stanovení jejich průběhu ve tvářeném polotovaru.
8) Metoda Konečných Prvků (MKP) pro numerické stanovení průběhu toku kovu ve tvářeném polotovaru.
9) Sestavování virtuálních modelů tvářecích nástrojů a polotovaru prostřednictvím Computer-Aided Design (CAD) softwaru a zacházení se simulačním softwarem.
10) Shrnutí či doplnění základních poznatků.

Cvičení:
1) Princip numerického modelování metalurgických procesů pomocí CFD programu ANSYS Fluent. Software Design modeler – geometrie modelované oblasti a software Mesh – vytvoření výpočetní sítě.
2) Řešení a vyhodnocení simulací v softwaru ANSYS Fluent.
3) Návštěva Laboratoře fyzikální modelování, dynamická ukázka fyzikálního modelu licí pánve, fyzikálního modelu rafinační pánve a fyzikálního modelu pětiproudé mezipánve plynulého odlévání oceli.
4) Tvorba a zpracování virtuálního modelu včetně návrhu vtokové soustavy (VS)
5) Definice a vymezení počátečních a okrajových podmínek při návrhu prototypu a výrobních procesů
6) Kontrola navržené geometrie odlitku a VS. Identifikace a predikce případných vad, eliminace tepelných uzlů odlitku a objemových změn.
7) Simulace procesu pěchování.
8) Simulace procesu prodlužování.
9) Simulace procesu válcování na hladkých válcích.
10) Shrnutí či doplnění základních poznatků.

Povinná literatura

[1] DHATT, G., G. TOUZOT and E. LEFRANÇOIS. Finite Element Method. John Wiley & Sons, Inc., 2012. Available from doi: 10.1002/9781118569764.
[2] BACCOUCH, M. Finite Element Methods and Their Applications. IntechOpen, 2021, 316 p. Available from doi: 10.5772/intechopen.83274.
[3] MAZUMDAR, D., EVANS, J., W. Modeling of steelmaking processes. Boca raton: CRC Press, c2010. ISBN 978-1-4200-6243-4.
[4] GHOSH, A., CHATTERJEE, A. Ironmaking and Steelmaking: theory and practice. New Delphi: PHI Learning, 2011. ISBN 978-81-203-3289-8.
[5] ANSYS FLUENT User’s Guide.
[6] GOODRICH, G. Iron Castings Enginering Handbook. Illinois: American Foundry Society, 2006. ISBN 0-87433-260-5.
[7] STEFANESCU, D. M. Science and Engineering of Casting Solidification. Cluver Academic/Plenum Publishers, 2002.
[8] https://www.magmasoft.com
[9] FABÍK, R. Modelling of Forming Processes. Electronic study aid. Available from: https://www.vsb.cz/e-vyuka/en. Ostrava, 2013. 74 p.

Doporučená literatura

[1] VUONG, A.-V. (ed.). Adaptive Hierarchical Isogeometric Finite Element Methods. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag. Chapter 3, Mathematical Modelling and Finite Element Analysis. Available from doi: 10.1007/978-3-8348-2445-5.
[2] JACK ZECHER, FEREYDOON DADKHAH: ANSYS Workbench Tutorial with Multimedia CD Release 12. Schroff Development Corporation. 2009. 256 s. ISBN-10: 1585035815 .
[3] LEE, H.-H.: Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 13. SDC Publications, Pap/DVD editions, 2011. 608 pages. ISBN-13: 978-1585036530.
[4] CAMPBELL, J. Castings practice:the 10 rules of castings. Oxford: Elsevier Butterworth-Heinemann, 2007.ISBN 07-506-4791-4.
[5] LENARD, J.G., M. PIETRZYK and L. CSER. Mathematical and Physical Simulation of the Properties of Hot Rolled Products. Elsevier Science Ltd, 1999. ISBN 0-08-042701-4.