Преподаватель/разработчик курса «Метод конечных элементов»

Ищем коллегу для разработки нового курса «Метод конечных элементов» (базовый курс с визуализацией в CAE) для Университета ИТМО.

Курс входит в программу профессиональной переподготовки «Инженер-расчётчик» как Модуль 5 и одновременно размещается как самостоятельный курс повышения квалификации на cad.itmo.ru.

Педагогическая концепция курса: «ручной МКЭ > CAE-верификация». Слушатель сначала решает задачу аналитически (собирает матрицу жёсткости, решает систему уравнений), затем воспроизводит её в Ansys и сравнивает результаты. Курс не является инструкцией по интерфейсу Ansys.

Срок разработки - 16 недель с момента начала работ.

Состав работ по техническому заданию:

• видеолекции по пяти разделам курса, суммарно около 6 часов (ролики по 7–15 минут, ~28–32 ролика): основы МКЭ, конечные элементы для прочностных задач, ансамблирование и решение системы уравнений, МКЭ в задачах динамики, сходимость и верификация;
• 10 парных задач: аналитическая часть (шаблон Mathcad Prime .mcdx) + CAE-аналог (шаблон Ansys Workbench .wbpz или база Mechanical APDL .db) с эталонными числовыми ответами;
• 10 скринкастов CAE — запись экрана работы в Ansys 2026, разрешение 2560*1440, от 5 минут каждый (ориентир 8–12 минут). Записывает лично разработчик курса;
• PDF-методички аналитических задач с пошаговым разбором алгоритма и промежуточными матрицами;
• 105 тестовых вопросов (5 промежуточных тестов по 15 + итоговый на 30) с правильными ответами и источниками;
• сопроводительные .pptx без оформления (финальное оформление — на стороне Центра);
• поэтапная сдача материалов по разделам с промежуточной приёмкой;
• авторский надзор в течение 8 недель после сдачи курса.

Квалификация:

• опыт инженерных расчётов методом конечных элементов — от 5 лет;
• опыт разработки учебных материалов или преподавания МКЭ / инженерного анализа — от 2 лет;
• обязателен опыт записи обучающих скринкастов;
• высшее техническое образование (прикладная механика, машиностроение, технические науки);
• английский на уровне чтения технической документации Ansys и профильной литературы по МКЭ;
• методичность и аккуратность в расчётах (курс строится на сходимости аналитики и CAE — ошибка в эталонном ответе видна слушателю сразу), самостоятельность в организации работы, готовность к предметной критике на приёмке, соблюдение сроков поэтапной сдачи.

Требования к знаниям:

• математический аппарат МКЭ: вариационные принципы механики деформируемого тела, принцип минимума потенциальной энергии, метод Ритца, метод взвешенных невязок и метод Галёркина, сильная и слабая формулировки;
• функции формы: кусочная аппроксимация, естественные координаты, функции формы Эрмита, требования к функциям формы;
• конечные элементы прочностных задач: стержневой, балочный (Эйлер — Бернулли и Тимошенко, сдвиговое запирание, BEAM188/189), плоские (CST, PLANE182/183), объёмные и оболочечные;
• ансамблирование: метод прямой жёсткости, таблица соответствия степеней свободы, свойства и разрежённая структура глобальной матрицы жёсткости;
• наложение граничных условий: метод исключения, метод штрафных коэффициентов, множители Лагранжа; число обусловленности;
• решатели: прямые (Sparse/LU), итерационные (PCG), критерии выбора;
• МКЭ в динамике: согласованная и сосредоточенная матрицы масс, модальный анализ, обобщённая задача на собственные значения;
• сходимость и верификация: h- и p-сходимость, порядок сходимости, погрешности дискретизации и аппроксимации, сингулярности напряжений, различие верификации и валидации;
• Ansys 2026: Mechanical и Workbench, а также Mechanical APDL — команды WRFULL, *DMAT, LUMPM, элементы MASS21, COMBIN14, LINK;
• PTC Mathcad Prime (или альтернативы — MATLAB, Python/NumPy, GNU Octave).

Требования к навыкам:

• умение вывести аппарат МКЭ «с нуля» и объяснить его взрослой инженерной аудитории без сведения курса к работе с интерфейсом;
• остановка парных задач: аналитическое решение и его CAE-верификация со сходящимися числовыми ответами;
• чистая запись экрана: разрешение 2560*1440, в кадре только окно Ansys, ровный темп без лишних действий, закадровая озвучка;
• подготовка работоспособных шаблонов проектов (.wbpz, .db, .mcdx), открывающихся и пересчитывающихся в зафиксированных версиях ПО;
• составление тестовых заданий уровня применения и анализа, а не воспроизведения определений;
• способность работать по этапам с промежуточной приёмкой и укладываться в срок.

Условия:

• ИТМО – первый неклассический университет в ТОП-100 рейтинга работодателей;

• более 30 внутренних курсов повышения квалификации;

• возможность проходить внешнее обучение за счет работодателя;

• несколько иностранных языков для бесплатного изучения с сертифицированными преподавателями и носителями;

• заботливые коллеги, знающие толк в экологичных коммуникациях;

• система адаптации с индивидуальными наставниками;

• доступ к библиотечному фонду ИТМО, а также бесплатный доступ к платформе “ЛитРес: библиотека” и к библиотеке “Alpina Digital”;

• бесплатные регулярные и разовые сеансы у корпоративных психологов и коучей;

• скидки на фирменную продукцию в ITMO.Store и скидки от партнеров ИТМО;

• льготное посещение театров, музеев и концертных площадок города;

• мероприятия для сотрудников: лекции с представителями науки, бизнеса и медицины, спортивные мероприятия, дни донора, праздники и корпоративы.