Застосування САЕ-систем для моделювання процесів механічної обробки матеріалів

Навчальна дисципліна "Застосування САЕ-систем для моделювання процесів механічної обробки матеріалів" призначена для формування у студентів знань, вмінь і навичок, необхідних для раціонального використання інформаційних технологій комп’ютерного моделювання процесів різання металів; ознайомлення з перспективами розвитку сучасних інформаційних технологій в сфері комп’ютерного моделювання різноманітних інженерних задач; подальшого становлення та удосконалення інформаційної та програмної культури майбутніх фахівців. Опанування студентами основ комп'ютерно-го моделювання й отримання досвіду їх практичного застосування дозволить з більшою ефективністю виконувати реальні проектні задачі.

Мета вивчення дисципліни  – отримання студентами необхідних знань та тренування навичок щодо основних принципів, методів та процедур комп’ютерного моделювання процесів обробки конструкційних матеріалів.

Основними завданнями вивчення дисципліни є формування у студентів навичок з:

• прийомів побудови або імпорту геометрії розрахункової моделі;
• завдання фізичних граничних та вихідних умов процесів;
• визначати значущі фактори дослідження технологічних процесів;
• проведення скінченно-елементного аналізу процесів обробки конструкційних матеріалів із застосуванням прикладних програм комп’ютерного моделювання;
• складання технічних звітів із проведених числових експериментів.

ФК-1. Здатність застосовувати аналітичні методи та комп'ютерні програмні засоби для розв'язування інженерних завдань.

ФК-3. Здатність застосовувати відповідні кількісні математичні, наукові й технічні методи, а також комп'ютерні програмні засоби для вирішення інженерних завдань.

ФК-13. Здатність визначати області використання інженерних знань.

Тема 1. Вступ. Методи комп’ютерного моделювання технологічних процесів.

Особливості комп’ютерного моделювання. Інструментальні засоби моделювання. Моделювання з використанням математичних пакетів. Програмні пакети для імітаційного моделювання.

Тема 2. Огляд систем скінченно-елементного аналізу Deform та Ansys Workbеnch.

Можливості та особливості систем скінченно-елементного аналізу Deform та Ansys Workbеnch. Огляд інтерфейсу. Приклади досліджень.

Тема 3. Формулювання задачі дослідження. Етапи комп’ютерного моделювання.

Опис і формулювання задачі. Побудова твердотільної моделі. Визначення моделі матеріалів. Побудова дискретних моделей. Визначення початкових і граничних умов. Визначення виду навантажень і розрахункової схеми.

Тема 4. Побудова дискретних моделей: розбиття моделей на скінченні елементи.

Основні способи генерації сітки. Оцінка похибки через сіткову дискретизацію.

Тема 5. Визначення граничних умов досліджуваних процесів.

Початкові та граничні умови. Коректність постановки задачі.

Тема 6. Визначення навантажень, що діють на об’єкт дослідження.

Приклади навантажень в різних видах аналізу: статичний, тепловий, магнітний, електричний, рідина. Категорії навантаження: умови закріплення, зосереджені навантаження, поверхневі, об’ємні, інерційні та сполучені.

Тема 7. Розрахунок задачі дослідження.

Крок навантаження. Управління збіжністю рішення. Визначення умов-обмежень.

Тема 8. Аналіз отриманих результатів.

Постпроцесорна обробка. Результати рішення: переміщення, температури, напруження, деформації, критичні сили, частоти коливань тощо. Візуалізація результатів дослідження.

Оцінювання знань студентів з дисципліни здійснюється на основі результатів: – поточного контрою знань; – індивідуального завдання; – вхідного, поточного і підсумкового тестування; – заліку. Об’єктом оцінювання знань студентів є програмний матеріал дисципліни, засвоєння якого перевіряється під час поточного контролю, модульного контролю і заліку. Завданням поточного контролю є перевірка розуміння та засвоєння теоретичного матеріалу, набуття практичних навичок використання програмного забезпечення під час обробки експериментальних даних дослідження, уміння самостійно здійснювати дослідження, спостереження, аналіз. Завданням заліку є перевірка розуміння студентом програмного матеріалу в цілому, здатності логічно та послідовно висловлювати власні думки як вербально так і математично, уміння використовувати спеціальні програмні засоби. Оцінювання здійснюється за 100-бальною шкалою. Завдання поточного контролю оцінюються в діапазоні від 0 до 100 балів (включно). Результати поточного контролю знань студентів вносяться до відомостей обліку поточної і підсумкової успішності. Об’єктами поточного контролю знань студентів є: – систематичність, активність та результативність роботи на заняттях (відвідування занять; активна участь в дискусіях; своєчасний захист робіт); – виконання модульних контрольних завдань; – виконання індивідуальної роботи; – логічність та послідовність захисту індивідуальних та практичних робіт. Підсумковий контроль знань студентів здійснюється у формі заліку, який проводиться у відповідності до Наказу ректора університету. Наказом ректора університету установлені вимоги до складання білетів, регламентовані порядок і час проведення заліків.