Detail předmětu

Pružnost a pevnost II

FSI-5PPAk. rok: 2011/2012

Mezní stavy pevnosti - pokračování výkladu zahájeného v předmětu Pružnost a pevnost I. Podmínka křehké pevnosti MOS. Posuzování tělesa s trhlinou, základy lineární lomové mechaniky. Únava materiálu: základní únavové charakteristiky materiálu, hlavní koncepce výpočtového hodnocení únavy.
Obecná pružnost - napětí, přetvoření a posuvy elementárního prvku kontinua v obecné prostorové úloze pružnosti. Systém rovnic obecné pružnosti, obecný Hookeův zákon. Možnosti analytického řešení rovnic pružnosti na elementárních typech těles: válcové těleso, rotující mezikruhová stěna, kruhová a mezikruhová deska, rotačně symetrická bezmomentová skořepina, válcová momentová skořepina. Seznámení s možnostmi numerického řešení úloh obecné pružnosti pomocí MKP. Experimentální metody v pružnosti - přehled.

Výsledky učení předmětu

Posluchač zvládne kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a je schopen
zvolit v daných podmínkách vhodnou metodiku řešení problému cestou
odpovídajícího analytického řešení, přípravy vstupních údajů numerického výpočtu nebo
formulace experimentálního postupu. Je schopen rozlišit a posoudit
základní mezní stavy konstrukcí.

Prerekvizity

Z matematiky jsou nutné znalosti z oblasti lineární algebry, maticového počtu, funkce jedné a více proměnných, diferenciálního a integrálního počtu a diferenciálních rovnic obyčejných i parciálních. Dále je vyžadována znalost práce se softwarem Maple. Z fyziky jsou nezbytné základní pojmy a znalosti mechaniky těles v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb). Z pružnosti a pevnosti je nutné zvládnutí základních pojmů pružnosti (tenzor napětí, přetvoření), teorie pružnosti prutů, podmínky plasticity.

Doporučená nebo povinná literatura

Ondráček,E., Vrbka,J., Janíček,P., Burša,J.: Mechanika těles - pružnost a pevnost II, VUT Brno, 2006 (CS)
Janíček,P., Petruška,J.: Úlohy z pružnosti a pevnosti II, VUT Brno, 2007 (CS)
Shigley a kol.: Konstruování strojních součástí, VUTIUM Brno, 2010. (CS)
Timoshenko,S.P., Woinowsky-Krieger,S.: Theory of Plates and Shells,McGraw-Hill, Singapore, 1987.
Seed,G.M.: Strength of Materials, Saxe-Coburg Publications, 2000

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky k udělení zápočtu: Aktivní účast na cvičeních, získání minimálně 15 bodů v kontrolních testech průběžných znalostí. Bodový zisk z průběžných testů (max.30 bodů) je součástí výsledné klasifikace předmětu.

Zkouška: akcentována je písemná část, ve které je možno získat max.70 bodů. Náplní zkoušky je písemné řešení typických úloh z profilujících oblastí předmětu, případně doplněné vybranými otázkami z teorie. Konkrétní podobu zkoušky, typy a počet příkladů či otázek sdělí přednášející v průběhu semestru.

Výsledné hodnocení je dáno součtem bodového zisku ze cvičení a u zkoušky. K úspěšnému zakončení předmětu je nutno získat alespoň 50 bodů.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Cílem předmětu Pružnost a pevnost II je poskytnutí základních představ
o možnostech řešení problémů, přesahujících oblast prutových soustav.
Jsou popsány výpočtové postupy jak klasické, využívající metod matematické analýzy, tak numerické (MKP), doplněny o metody experimentální. Dále je kladen
důraz na posouzení výpočtových/experimentálních výsledků z hlediska
možných mezních stavů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Jednorázovou neúčast je možno nahradit cvičením s jinou skupinou v tomtéž týdnu nebo zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3A-P bakalářský

    obor B-MET , 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program B3S-P bakalářský

    obor B-STI , 3. ročník, zimní semestr, 5 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod. Předpoklady řešení úloh v PPII. Mezní stav křehké pevnosti tělesa bez trhliny - podmínka MOS.
2. Chování tělesa s trhlinou - základy lineární elastické lomové mechaniky.
3. Chování těles při cyklickém zatížení, únavové charakteristiky materiálu.
4. Koncepce a postupy výpočtového hodnocení únavy.
5. Obecná pružnost - základní veličiny a systém vztahů mezi nimi.
6. Typy modelových těles z hlediska možnosti analytického řešení, zobecněný Hookeův zákon.
7. Tlustostěnné válcové těleso - deformačně-napěťová analýza.
8. Rotující kotouče - deformačně-napěťová analýza.
9. Kruhové a mezikruhové desky - deformačně-napěťová analýza.
10.Rotačně symetrická membránová skořepina - deformačně-napěťová analýza.
11.Momentová válcová skořepina - deformačně-napěťová analýza.
12.Použití metody konečných prvků v deformačně napěťových analýzách.
13.Experimentální metody mechaniky těles, experimentální hodnocení napjatosti.

Cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Kombinované namáhání prutů, podmínky plasticity.
3. Mezní stav stability trhliny, LELM, odhad zbytkové životnosti.
5. Únava při asymetrickém cyklu napětí.
7. Tlustostěnné válcové těleso - deformačně-napěťová analýza.
10. Rotačně symetrická membránová skořepina - deformačně-napěťová analýza.
11. Momentová válcová skořepina - deformačně-napěťová analýza.

Cvičení s počítačovou podporou

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

2. Napjatost v bodě tělesa, hlavní napětí, podmínky křehké pevnosti.
4. Mezní stav trvalé únavové pevnosti.
6. Únava při kombinovaném namáhání, bezpečnost při neproporcionálním zatěžování.
8. Rotující kotouče - deformačně-napěťová analýza.
9. Kruhové a mezikruhové desky - deformačně-napěťová analýza.
12. Řešení složitějších těles, ukázky řešení úlohy pružnosti pomocí MKP.

Laboratoře a ateliéry

2 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

13. Ukázka praktické aplikace experimentálních metod mechaniky, tenzometrické určování napětí.

eLearning