Навигација

Д112 - Метода коначних елемената у инжењерству материјала

Спецификација предмета
НазивМетода коначних елемената у инжењерству материјала
АкронимД112
Студијски програмсви
Модул
Наставник (предавач)
Наставник/сарадник (вежбе)
Наставник/сарадник (ДОН)
    Број ЕСПБ4.0Статус предметаизборни предмет
    Условљност другим предметомОблик условљености
    Циљеви изучавања предметаЦиљ предмета је стицање знања и овладавање вештином моделовања методом коначних елемената коришћењем лиценцираног софтвера.
    Исходи учења (стечена знања)Студент развија самосталност у другим наставним и радним садржајима, посебно при решавању сложених проблема.
    Садржај предмета
    Садржај теоријске наставеУвод у теорију методе коначних елемената (МКЕ). Развој МКЕ. Грешке и конвергенција решења. Принцип виртуалног рада. Поређење МКЕ и других нумеричких и аналитичких метода. Примена матричног рачуна у представљању поља напона и деформација. Дискретизација домена и примена у инжењерству материјала. Основни облици и врсте КЕ. Одређивање матрице крутости. Интерполационе функције - изопараметарска формулација. Решавање линеарних проблема у инжeњерству материјала. Представљање термичких оптерећења. Утицај анизотропије материјала. Нелинеарност геометрије - проблеми контакта. Конститутивни изрази за нелинеарно понашање материјала. Случај хетерогеног материјала, проблем порозности. МКЕ у анализи оштећења материјала - примена на компоненте процесне опреме изложене сложеном термомеханичком оптерећењу. Основе МКЕ у механици флуида - међусобни утицај флуида и деформабилног тела.
    Садржај практичне наставеУ оквиру практичне наставе биће обрађени примери који укључују примену различитих конститутивних модела понашања материјала изложеног спољашњем оптерећењу; овај део курса ће бити урађен коришћењем програмског пакета ABAQUS у лабораторији за нумеричке прорачуне применом МКЕ: ; Видови еластичности и пластичности (линеарна/нелинеарна, изотропна/анизотропна, итд.); Дефинисање особина ламинатних композитних материјала ојачаних влакнима; Зависност напона течења од температуре и брзине деформисања (Johnson-Cooke-ов закон - примена у симулацији спајања материјала заваривањем); Моделовање развоја оштећења у материјалу (праћење раста прслине, проширена МКЕ); Примери анализе отказа елемената опреме у процесној индустрији применом МКЕ; Симулација струјања флуида методом коначних елемената. ; Подмоделирање као техника за ефикасније коришћење рачунарских ресурса.
    Литература
    1. М. Ракин, Б. Међо, Метода коначних елемената у инжењерству материјала, уџбеник (на рецензији) Технолошко-металуршки факултет, Универзитет у Београду
    2. K.J. Bathe, Finite Element Procedures, Prentice - Hall, 2007.
    3. O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, 7th Edition, 2013.
    4. S.S. Rao, The Finite Element Method in Engineering, Fourth ed., Pergammon Press, 2004.
    5. M. Kojić., Computational Procedures in Inelastic Analysis of Solids and Structures, Center of Sci. Research of SANU, Kragujevac, 1997.
    6. M. Kojić, N Filipović, B. Stojanović, N. Kojić, Computer Modeling in Bioengineering, Wiley, 2008.
    7. Д. Благојевић, Д. Ружић, Елементи нумеричке механике, Универзитет у Бењалуци, Бањалука, 2006.
    8. ABAQUS User s Manuals, Version 6.11, Simulia, 2012.
    Број часова активне наставе недељно током семестра/триместра/године
    ПредавањаВежбеДОНСтудијски и истраживачки радОстали часови
    22
    Методе извођења наставеПредавања и рачунске вежбе у учионици (коришћење пројектора, табле, рачунара и видео пројектора). У оквиру ДОН, решавање примера коришћењем лиценцираног програмског пакета ABAQUS у лабораторији за нумеричке прорачуне применом МКЕ.
    Оцена знања (максимални број поена 100)
    Предиспитне обавезеПоенаЗавршни испитПоена
    Активности у току предавања10Писмени испит
    Практична настава25Усмени испит35
    Пројекти
    Колоквијуми
    Семинари30