Konstrukční projekt (FSI-ZIP)

Akademický rok 2018/2019
Garant: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je realizace konstrukční úlohy využívající znalosti z oblasti parametrického modelování, metody konečných prvků a technické diagnostiky. Důraz je kladen na vlastní přínos k řešení.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají hlubší znalosti metod a nástrojů CAD/CAE, pokročilých nástrojů inženýrských analýz s využitím MKP a zkušenosti s moderními metodami nedestruktivní diagnostiky strojů. Dále si osvojí schopnost návrhu nových řešení v dané technické oblasti. Po absolvování kurzu budou schopni efektivně řešit složitější technické problémy v daných oblastech, provést kritickou analýzu navrhovaných řešení a navrhnout optimalizovaná řešení s vlastním přínosem.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti metody konečných prvků (ANSYS Workbench), diagnostických systémů, parametrického modelování (Creo), projektového řízení a zkušenosti s prací v týmu.
Obsah předmětu (anotace):
Kurz navazuje na předměty Parametrické modelování – Pro/Engineer, Metoda konečných prvků - ANSYS Workbench, Diagnostické systémy a předměty vyučované v předchozím semestru. Pro uvedené oblasti je vypsáno celkem 8 projektů v návaznosti na aktuálně řešené výzkumné projekty či spolupráci s průmyslem. Studenti se rozdělí do týmů o 3-5 členech. Každý tým řeší 2 zadané projekty. Nabízená témata obsahují náročnější konstrukční problémy, pro jejichž úspěšné vyřešení musí studenti zvládnout aplikovat dříve získané znalosti, metody a postupy. Každé téma je vedeno garantem projektu, který zajišťuje odborné vedení, kontroluje postup, analyzuje chyby a konzultuje možnosti řešení. Je kladen důraz na syntetické myšlení a schopnost formulovat vlastní závěry a řešení. Výstupem řešeného projektu je fyzická realizace navržené konstrukce včetně experimentálního ověření. V závěru kurzu probíhá obhajoba výsledků projektů před komisí.
Příklady vybraných problémových situací – zadání projektů:
Měření tloušťky mazacího filmu v hydrodynamickém ložisku. Konstrukce mikrofonního pole pro měření akustického výkonu. Konstrukce zařízeni pro studium rázově zatěžovaných kontaktů. Návrh a realizace faciálního 3D skeneru. Nákladová a konstrukční optimalizace testeru podvozků ModularTest ST 100. Konstrukce vodícího mechanizmu pro 3D Digitalizaci lidského těla. Konstrukce experimentálního zařízení pro analýzu tření v umělém kyčelním kloubu. Konstrukce mechanického excitátoru harmonických kmitů.
Tento kurz byl v rámci projektu FabLabNet podpořen z Evropského fondu pro regionální rozvoj v programu „Interreg Central Europe“. Kurz využívá zázemí otevřené studentské dílny „StrojLab“ vybudované za podpory Ústavu konstruování a projektu FabLabNet.
Metody vyučování:
Teoretický základ pro řešení problémů je součástí výuky předmětů v předcházejícím semestru. Dále se předpokládá aplikace znalostí z předmětů vyučovaných blokovou formou na počátku semestru. Předmět je proto vyučován pouze formou praktických cvičení s počítačovou podporou a v laboratořích, kde studenti samostatně pod dohledem garantů pracují na řešení zadaných projektů. V rámci praktických cvičení probíhají konzultace s jednotlivými garanty (hlubší vysvětlení teorie, metod řešení apod.). Je kladen důraz na výběr efektivních metod řešení a vývoj nových řešení s přesahem v daném technickém oboru. V průběhu semestru jsou stanoveny dva termíny, kdy probíhá rozsáhlejší kontrola formou prezentace dosavadní práce týmu. Uvedených termínů se účastní všichni studenti a garanti z dané tematické oblasti.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu: pravidelná docházka do výuky, odevzdání dvou kompletně vypracovaných projektů v digitální a tištěné formě. V digitální formě bude odevzdáno: 1. CAD data (pro konstrukční projekty). 2. Technická zpráva nebo závěrečná zpráva. 3. Výkresová dokumentace (pokud bude vyžadována zadáním). 4. Poster A1 ve formátu pptx a PDF pro tisk. 5. Prezentace v pptx. V tištěné formě bude odevzdáno: 1. Technická nebo závěrečná zpráva. 2. Výkresová dokumentace. Zkouška: bude udělena na základě prezentace projektu. Výsledné hodnocení je průměrem dílčích hodnocení udělených členy komise při obhajobě projektu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Maximálně 2 omluvené absence jsou tolerovány bez nutnosti náhrady. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci vedoucího cvičení. Nesplnění účasti na kontrolních bodech nebo nepředložení části řešení dle předešlé domluvy bude znamenat neudělení zápočtu.
Typ (způsob) výuky:
    Cvičení s poč. podporou  9 × 12 hod. povinná                  
    Laboratoře a ateliéry  9 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Cvičení s poč. podporou 1. Prezentace zadání projektu, rozdělení kompetencí, mapa projektu, Ganttův diagram
2. Analýza problému, rešerše technického řešení.
3. Návrh variant řešení, rozbor variant řešení.
4. Kontrolní schůzka s prezentací dosažených výsledků.
5. Kalkulace nákladů projektu.
6. Zpracování výkresové dokumentace.
7. Kontrolní schůzka s prezentací dosažených výsledků.
8. Realizace zvoleného řešení.
9. Experimentální ověření výstupu.
    Laboratoře a ateliéry Laboratorní měření budou realizovány dle požadavků a cílů projektů.
Budou využity tyto laboratoře:
1. Studentská dílna.
2. Laboratoř tribologie.
3. Laboratoř technické diagnostiky.
4. Výrobní dílny ústavu konstruování.
Literatura - základní:
1. MATTHEWS, Clifford. Case studies in engineering design: a project-based introduction. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1998. ISBN 03-406-9135-2.
2. P. Kosky, G. Wise, R. Balmer, W. Keat: Exploring Engineering: An Introduction for Freshman to Engineering and to the Design Process, Elsevier 2006, ISBN 978-0-12-369405-8
Literatura - doporučená:
3. Literatura doporučená garanty pro konkrétní téma projektu
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2I-P prezenční studium M-KSI Konstrukční inženýrství -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L