Navigacija

22D39 - Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala

Specifikacija predmeta
Naziv Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala
Akronim 22D39
Studijski program Biohemijsko inženjerstvo i biotehnologija,Inženjerstvo materijala,Metalurško inženjerstvo
Modul
Nastavnik (predavač)
Nastavnik/saradnik (vežbe)
Nastavnik/saradnik (DON)
    Broj ESPB 5.0 Status predmeta izborni predmet
    Uslovljnost drugim predmetom Oblik uslovljenosti
    Ciljevi izučavanja predmeta Cilj predmeta je sticanje znanja i ovladavanje veštinom modelovanja metodom konačnih elemenata korišćenjem licenciranog softvera.
    Ishodi učenja (stečena znanja) Student razvija samostalnost u drugim nastavnim i radnim sadržajima, posebno pri rešavanju složenih problema.
    Sadržaj predmeta
    Sadržaj teorijske nastave Uvod u teoriju metode konačnih elemenata (MKE). Razvoj MKE. Greške i konvergencija rešenja. Princip virtualnog rada. Diskretizacija domena i primena u inženjerstvu materijala. Određivanje matrice krutosti (sistema) u različitim fizičkim problemima. Konačni elementi i interpolacione funkcije - izoparametarska formulacija. Rešavanje linearnih problema u inženjerstvu materijala. Predstavljanje termičkih opterećenja. Uticaj anizotropije materijala. Nelinearnost geometrije - problemi kontakta i primena nedeformabilnih tela u proračunima. Konstitutivni izrazi za nelinearno ponašanje materijala. Slučaj heterogenog materijala, problem poroznosti. MKE u analizi oštećenja materijala - primena na komponente procesne opreme izložene složenom termomehaničkom opterećenju. Modelovanje deformisanja i loma biomaterijala.
    Sadržaj praktične nastave U okviru praktične nastave biće obrađeni primeri koji uključuju primenu različitih konstitutivnih modela ponašanja materijala izloženog spoljašnjem opterećenju; ovaj deo kursa će biti urađen korišćenjem programskog paketa ABAQUS u laboratoriji za numeričke proračune primenom MKE: Vidovi elastičnosti i plastičnosti (linearna/nelinearna, izotropna/anizotropna, itd.). Zavisnost osobina materijala od temperature i brzine deformisanja (Johnson-Cooke-ov zakon - primena u simulaciji spajanja materijala zavarivanjem). Primeri primene elemenata ploče i ljuske u analizi deformisanja tankozidnih struktura. Definisanje osobina laminatnih kompozitnih materijala ojačanih vlaknima. Modelovanje razvoja oštećenja u materijalu (praćenje rasta prsline, primena mikromehaničkih modela, proširena MKE). Primeri analize otkaza elemenata opreme u procesnoj industriji primenom MKE. Podmodeliranje kao tehnika za efikasnije korišćenje računarskih resursa - primeri primene i ograničenja.
    Literatura
    1. M. Rakin, B. Međo, Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala, udžbenik, Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, 2014.
    2. O.C. Zienkiewicz, R.L. Taylor, J.Z. Zhu, The Finite Element Method: Its Basis and Fundamentals, 7th Edition, 2013
    3. S.S. Rao, The Finite Element Method in Engineering, Fourth ed., Pergammon Press, 2004.
    4. M. Kojić, N Filipović, B. Stojanović, N. Kojić, Computer Modeling in Bioengineering, Wiley, 2008.
    5. E. Barbero, Finite Element Analysis of Composite Materials, CRC Press, 2007.
    Broj časova aktivne nastave nedeljno tokom semestra/trimestra/godine
    Predavanja Vežbe DON Studijski i istraživački rad Ostali časovi
    3 1
    Metode izvođenja nastave Predavanja i računske vežbe u učionici (korišćenje video projektora i table). U okviru studijskog istraživačkog rada studenti rešavaju probleme korišćenjem licenciranog programskog paketa ABAQUS u laboratoriji za numeričke proračune primenom MKE.
    Ocena znanja (maksimalni broj poena 100)
    Predispitne obaveze Poena Završni ispit Poena
    Aktivnosti u toku predavanja 10 Pismeni ispit
    Praktična nastava 25 Usmeni ispit 35
    Projekti
    Kolokvijumi
    Seminari 30