Navigacija

D112 - Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala

Specifikacija predmeta
Naziv Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala
Akronim D112
Studijski program svi
Modul
Nastavnik (predavač)
Nastavnik/saradnik (vežbe)
Nastavnik/saradnik (DON)
    Broj ESPB 4.0 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. Poređenje MKE i drugih numeričkih i analitičkih metoda. Primena matričnog računa u predstavljanju polja napona i deformacija. Diskretizacija domena i primena u inženjerstvu materijala. Osnovni oblici i vrste KE. Određivanje matrice krutosti. Interpolacione funkcije - izoparametarska formulacija. Rešavanje linearnih problema u inženjerstvu materijala. Predstavljanje termičkih opterećenja. Uticaj anizotropije materijala. Nelinearnost geometrije - problemi kontakta. 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. Osnove MKE u mehanici fluida - međusobni uticaj fluida i deformabilnog tela.
    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.); Definisanje osobina laminatnih kompozitnih materijala ojačanih vlaknima; Zavisnost napona tečenja od temperature i brzine deformisanja (Johnson-Cooke-ov zakon - primena u simulaciji spajanja materijala zavarivanjem); Modelovanje razvoja oštećenja u materijalu (praćenje rasta prsline, proširena MKE); Primeri analize otkaza elemenata opreme u procesnoj industriji primenom MKE; Simulacija strujanja fluida metodom konačnih elemenata. ; Podmodeliranje kao tehnika za efikasnije korišćenje računarskih resursa.
    Literatura
    1. M. Rakin, B. Međo, Metoda konačnih elemenata u inženjerstvu materijala, udžbenik (na recenziji) Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu
    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. D. Blagojević, D. Ružić, Elementi numeričke mehanike, Univerzitet u Benjaluci, Banjaluka, 2006.
    8. ABAQUS User s Manuals, Version 6.11, Simulia, 2012.
    Broj časova aktivne nastave nedeljno tokom semestra/trimestra/godine
    Predavanja Vežbe DON Studijski i istraživački rad Ostali časovi
    2 2
    Metode izvođenja nastave Predavanja i računske vežbe u učionici (korišćenje projektora, table, računara i video projektora). U okviru DON, rešavanje primera 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