Applied Mechanics

Standard length of daily study: 3

Standard length of external study:

Content of the study field - description of the first degree

Absolventi štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika sú kvalifikovanými odborníkmi vývoja a praxe vo všetkých strojárskych a priemyselných odboroch, a konštrukčne zameraných stavebných a elektrotechnických odboroch. Absolventi sú schopní tvorivým spôsobom aplikovať základné znalosti teoretickej mechaniky, teórie pružnosti a pevnosti materiálov a konštrukcií, mechaniky tekutín a termomechaniky pri návrhu mechanických sústav v automobilizme, v železničnej a leteckej technike, v špeciálnych i iných strojných zariadeniach a sústavách, v stavebných a elektrotechnických konštrukciách, v energetike a biomedicínskej technike. Zároveň vedia racionálne využívať modernú výpočtovú techniku pri riešení inžinierskych problémov. Absolventi vedia pracovať tímovo s používateľmi navrhovaných mechanických sústav a technologických systémov. Majú základné právne a ekonomické znalosti o podnikaní, o manažmente, a ovládajú minimálne jeden cudzí neslovanský jazyk.

Teoretické vedomosti (1. stupeň)

Absolvent štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika počas svojho štúdia:
- získal a pochopil základné fakty, pojmy, princípy a teórie týkajúce sa vzájomného mechanického pôsobenia a jeho účinkov na mechanické prvky a sústavy,
- získal vedomosti na navrhovanie, technickú diagnostiku, pre posudzovanie spoľahlivosti, životnosti a bezpečnej prevádzky mechanických sústav v strojárstve, stavebníctve alebo elektrotechnike.

Praktické schopnosti a zručnosti (1. stupeň)

Absolvent prvého stupňa štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika je schopný:
- klasifikovať a kvantifikovať vzájomné mechanické pôsobenie mechanických prvkov a konštrukcií a ich interakcií s prostredím analytickými, numerickými a experimentálnymi metódami,
- špecifikovať, navrhovať a diagnostikovať mechanické prvky a konštrukcie z pohľadu mechanického pôsobenia a jeho účinkov v strojných, stavebných a elektrotechnických konštrukciách,
- pracovať s nástrojmi používanými pri počítačovom konštruovaní a navrhovaní mechanických prvkov a konštrukcií,
- spolupracovať s odborníkmi v manažmente, výskume, vývoji a v praxi.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti (1. stupeň)

Absolvent štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika dokáže:
- prezentovať technické problémy a ich riešenia,
- pracovať efektívne ako odborne – technický pracovník,
- porozumieť a vysvetliť kvantitatívne rozmery problému,
- organizovať si vlastné učenie a odborný rast.

Vymedzenie jadra znalostí (1. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru 

- Technická fyzika ( Fyzikálne princípy javov v telesách pevnej fázy, kvapalín a plynov, elektriny a magnetizmu),
- Matematická analýza a algebra,
- Technická dokumentácia a CAD (úvod do inžinierstva, základy konštruovania a tvorby technickej dokumentácie, počítačová podpora konštruovania (CAD systémy) a počítačová grafika),
- Materiálové inžinierstvo (náuka o konštrukčných materiáloch a technológiách ich skúšaní a skúmaní,
- vlastnosti konštrukčných materiálov, metodika experimentu),
- Mechanika (úvod do mechaniky hmotných bodov a telies pevnej fázy, statika).
- Technická mechanika (kinematika a dynamika a ich aplikácie, analytické metódy a experiment),
- Pružnosť a pevnosť(analytické a experimentálne metódy),
- Termomechanika (termodynamika a prenos tepla),
- Mechanika tekutín (hydromechanika a aeromechanika),
- Konštruovanie a modelovanie pomocou CAD systémov (napr. AutoCAD, Inventor),
- Elektrotechnika, Informatika a programovacie techniky,
- Matematické základy numerických metód mechaniky a softvér aplikovanej matematiky,
- Konštruovanie pomocou CAD systémov (Solid Edge, CATIA, I-DEAS),
- Základy príbuzných strojárskych resp. stavebníckych odborov s aplikáciou mechaniky,
- Základy experimentálnych a numerických metód mechaniky a ich aplikácia,
- Záverečná práca - štátna skúška Bc.

Ďalšie témy jadra znalostí študijného odboru 

-       Informačné technológie,

-       Spoločenské, morálne a právne aspekty profesie,

-       Základy podnikania a manažmentu.

Štátna skúška 

- Obhajoba záverečnej práce. Kolokviálna skúška posúdenia úrovne poznatkov absolventa 1. stupňa vysokoškolského štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika.

Content of study field - description of the combined first and second degree

Standard length of daily study: 2 (v prípade konverzných študijných programov až 3

Standard length of external study:

Content of the study field - second grade description

Absolvent druhého stupňa vysokoškolského štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika má prehĺbené vedomosti z mechaniky tuhých telies, pružnosti a pevnosti, mechaniky tekutín a termomechaniky, konštrukčných materiálov, mechaniky kontinua, výpočtovej techniky a programovania, numerických a experimentálnych metód alebo aplikovanej elektrotechniky. Hlavný dôraz je kladený na pripravenosť a schopnosť samostatne rozvíjať, rozpracovávať a prakticky využívať inžinierske prístupy pri riešení technických problémov v oblasti lineárnej i nelineárnej odozvy konštrukcií. Absolvent je schopný vykonávať statickú, kinematickú a dynamickú analýzu mechanizmov a konštrukcií, aplikovať lomovú mechaniku pri hodnotení medzných stavov mechanických prvkov a sústav, posudzovať životnosť a spoľahlivosť konštrukcií. Vie posudzovať tepelné namáhanie, riešiť technické úlohy prúdenia, termodynamiky, prenosu tepla a hmoty, a technickej akustiky. Ovláda výpočtové a experimentálne metódy mechaniky a vie ich aplikovať na riešenie úloh poľa či už formulovaných oddelene alebo viazane.
Absolvent sa uplatní ako inžiniersky pracovník v projektovaní a v prevádzke, vývoji a výskume strojov a konštrukcií.

Teoretické vedomosti (2. stupeň)

Absolvent štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika:
- ovláda základnú teóriu mechaniky kontinua,
- ovláda analytickú dynamiku a teóriu mechanizmov, ako aj kmitanie dynamických sústav,
- ovláda aplikovanú termomechaniku a mechaniku tekutín,
- ovláda moderné programovacie techniky a programovacie jazyky,
- ovláda princípy experimentálnych metód mechaniky a vie ich aplikovať v spojení s výpočtovými metódami,
- nachádza a prezentuje vlastné riešenia problémov pri výskume, vývoji, projektovaní a konštruovaní mechanických sústav a ich aplikácií v praxi.

Praktické schopnosti a zručnosti (2. stupeň)

Absolvent štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanikamá schopnosť:
- navrhovať, analyzovať a diagnostikovať mechanické prvky a sústavy z hľadiska ich mechanickej odozvy na vonkajšie i vnútorné vplyvy analytickými, numerickými i experimentálnymi metódami v strojárstve, stavebníctve, elektrotechnike, energetike, mechatronike, makro- a nanosystémoch,
- aplikovať moderné softwarové technológie matematických výpočtov ako sú Matlab, Mathematica, Maple,
- využívať softwarové prostriedky virtuálneho prototypovania, ako sú Catia, Ideas, Pro Engineer, Mechanical Desktop, a iné,
- využívať softwarové prostriedky výpočtovej mechaniky, ako sú napr. programy MKP, MVMS (napr. ANSYS, ADINA, ABAQUS, ADAMS a iné),
- svoje programátorské skúsenosti využívať pri tvorbe špeciálneho softvéru zameraného na aplikáciu mechaniky pri návrhu mechanických prvkov a sústav,
- pracovať v projektoch, ktoré zahŕňajú identifikáciu mechanického problému, analýzu, návrh a implementáciu rozsiahlych riešení spolu s testovaním a primeranou dokumentáciou, pričom si uvedomuje jednotlivé aspekty kvality,
- verifikovať numerické výsledky s výsledkami experimentu s následnou korekciou matematického modelu.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti
Absolvent druhého stupňa štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika je schopný:
- pôsobiť ako tvorivý pracovník vo výskume a vývoji strojov a konštrukcií pre rôzne priemyselné odvetvia (strojárstvo, stavebníctvo, elektrotechnika, energetika, chémia, automobilový, poľnohospodársky a potravinársky priemysel),
- systematicky nadobúdať nové poznatky v odbore a prezentovať výsledky svojej práce na konferenciách a na odborných seminároch,
- osvojiť si primerané praktiky ekonomických, právnych a etických zásad využiteľných v odbore.

Vymedzenie jadra znalostí (2. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru

Aplikovaná matematika,
- Vybrané state z pružnosti a pevnosti,
- Vybrané state z dynamiky (kmitanie dynamických sústav, stabilita mechanických sústav,
- Dynamika strojov a konštrukcií),
- Mechanika kontinua (lineárna i nelineárna),
- Numerické metódy riešenia polí (MKP, MHP, bezsieťové metódy),
- Teória a počítačová simulácia mechanizmov,
- Analytická a počítačovo orientovaná dynamika, kmitanie mechanických sústav,
- Aplikovaná mechanika tekutín, prenos tepla a hmoty,
- Experimentálna mechanika,
- Mechatronika,
- Viazané úlohy teórie poľa,
- Geometricky a fyzikálne nelineárne úlohy (stabilita konštrukcií, plasticita, reológia),
- Medzné stavy namáhania konštrukcií, spoľahlivosť a lomová mechanika,
- Vibroizolácia strojov a konštrukcií, aeroelasticita, seizmicita, technická akustika,
- MKP v dynamike strojov a konštrukcií.

Štátna skúška

- obhajoba diplomovej práce,
- kolokviálna skúška z úrovne poznatkov absolventa 2. stupňa štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika

Standard length of daily study:

Standard length of external study:

Content of the study field - description of the third grade

Vedecká výchova v tomto smere je zameraná na prípravu vysokokvalifikovaných odborníkov vedeckého výskumu, vývoja a praxe vo všetkých odboroch a pracoviskách kde sa aplikujú vedecké poznatky mechaniky. Jeho vedecká erudícia je vzťahovaná najmä na tieto oblasti mechaniky :

-         Vývoj a zdokonaľovanie analytických a numerických výpočtových metód (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, bezsieťové metódy), teória modelovania a analýza mechanických sústav a konštrukcií, konštitutívne vzťahy s dôrazom na lineárne i nelineárne správanie sa materiálu, podmienky medzných stavov materiálov a telies, mechanika kompozitov, smart a MEMS materiály, analýza napätosti, viazaných deformácií a dynamickej odozvy vybraných tried telies vrátane zložených telies, inverzné úlohy mechaniky telies a identifikácia materiálových, technologických a iných parametrov, modelovanie napätosti a deformácie vybraných technologických procesov(napr. tvárnenie plechov, kovanie, pretláčanie, zváranie, zmena stavu, stabilita konštrukcií.), optimalizácia a kontaktné úlohy, interakcia konštrukcií a prostredia, expertné systémy, mechanika mikro- a nanosystémov, dynamika interaktívnych a mechatronických sústav, dynamika vozidiel a strojných zariadení, riešenie vybraných problémov vibroakustiky, stabilita a dynamika stavebných konštrukcií, biomechanika, aplikácia numerických metód na žiarenie a šírenie svetla, riešenie viazaných elektro-termo-mechanických úloh, lomová mechanika, životnosť a spoľahlivosť konštrukcií.

-         Aplikovaná mechanika kvapalín a plynov: teória prúdenia stlačiteľných i nestlačiteľných tekutín, prúdenie plynov a pár, nestacionárne prúdenie a ráz, prúdenie v hydraulických a energetických strojoch a zariadeniach, interakcia konštrukcií a kvapalín, počítačové metódy riešenia mechaniky kvapalín a plynov.

-         Aplikovaná termomechanika: prenos tepla a látky, termodynamické problémy hutníckych, zlievárenských stavebných a elektrotechnických technológií a tepelného spracovania, spriahnuté problémy prenosu tepla a mechaniky konštrukcií, aplikácie v oblasti návrhu tepelných a elektrických strojov, stavebných konštrukcií a zariadení, aplikácia riešenia tepelných polí a ich účinkov v silnoprúdových prvkoch a zariadeniach, výroby a rozvodu elektrickej energie (klasická i jadrová energetika) a vo svetelnej technike. Počítačové metódy riešenia prenosu tepla a hmoty.

-         Experimentálna mechanika: rozvoj a aplikácia existujúcich metód a vývoj nových metód, mechanické, optické a akustické metódy overovania fyzikálnych charakteristík materiálov a konštrukcií, testovanie mechanických modelov a konštrukcií in situ, interaktívna diagnostika mechanických javov experimentálnymi a numerickými metódami, rozvoj experimentálnych metód overovania ochrany človeka a konštrukcií pred hlukom a vibráciami od dopravy a technológie.

Teoretické vedomosti 

Absolvent tretieho stupňa štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika má hlboké teoretické vedomosti najmä z týchto oblastí:
- vybrané state z matematiky,
- mechanika kontinua a teória poľa,
- numerické metódy riešenia úloh poľa – výpočtová mechanika,
- vybrané state z dynamiky sústav telies a syntéza mechanizmov,
- mechanika tekutín a termomechanika,
- experimentálne metódy v mechanike,
- technická akustika.

Doplňujúce vedomosti, schopnosti a zručnosti

Absolvent štúdia v študijnom odbore aplikovaná mechanika ovláda:
- vývoj softwarových prostriedkov a ich aplikáciu pri modelovaní, analýze a návrhu mechanických sústav, ako aj vykonávaní a vyhodnocovaní experimentov,
- zásady vedeckej práce, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne a environmentálne aspekty nových produktov a vedecko-výskumných výsledkov, väzby výskum – vývoj – výroba – použitie – recyklácia, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax.

Vymedzenie jadra znalostí (3. stupeň)

Nosné témy jadra znalostí študijného odboru

- Vybrané state z matematiky a ich využitie v aplikovanej mechanike
- Mechanika kontinua
- Aplikovaná dynamika
- Syntéza mechanizmov
- Aplikovaná mechanika tekutín
- Aplikovaná termomechanika
- Technická akustika
- Experimentálne metódy v mechanike
- Numerické metódy riešenia úloh poľa – výpočtová mechanika
- Softwarové inžinierstvo

Študijná časť:

Teoretický základ, metodologický aparát, špecializácia: Matematická analýza, tenzorový počet, variačný počet, vedecký experiment, teória pravdepodobností a matematická štatistika, matematicko-počítačová simulácia a numerické metódy riešenia systémov algebraických rovníc, explicitné a implicitné numerické metódy, lineárna i nelineárna mechanika kontinua, výpočtové inžinierstvo, teória pružnosti a plasticity, teoretická dynamika, analýzy a syntéza mechanizmov, teoretická termomechanika, hydromechanika, počítačovo orientovaná akustika, teória neviazaných i viazaných polí, numerické metódy počítačovo orientovanej mechaniky (metóda konečných prvkov, metóda hraničných prvkov, metóda konečných objemov, bezsieťové metódy, a iné), teória tvorby softvérových produktov výpočtovej mechaniky, teória experimentu a experimentálne metódy.

Vedecká časť:

-         výskum aktuálneho otvoreného vedeckého problému z odboru strojárenstvo, enegetika, stavebníctvo, elektrotechnika, resp. z interdisciplinárnych odborov ako sú mechatronika, mikro a nanosystémy, biomechanika, softvérové inžinierstvo,

-       zásady vedeckej práce, väzby výskum-vývoj-výroba-použitie-recyklácia, vedecké formulovanie problému (technické zadanie), právne a environmentálne aspekty nových vdeckovýskumných poznatkov a produktov, etické a spoločenské stránky vedeckej práce, prezentácia výsledkov, rozvoj študijného odboru a prínos pre prax.

Znalosti uvedené v jadre majú rozsah 1/3 v študijnej časti a 2/3 vo vedeckej časti. Dizertačná skúška a obhajoba dizertačnej práce (záverečná práca) musí spĺňať kritérium, aby študent preukázal schopnosť samostatne získavať teoretické a praktické poznatky.