Detail předmětu

Únava a lomová mechanika

FSI-ZULAk. rok: 2011/2012

Tento předmět volně navazuje na předměty Pružnost a pevnost I a II, Metoda konečných prvků a Výpočtové nadstavby pro CAD. Zabývá se kategorizací základních úloh z inženýrské praxe a výběrem efektivní metodiky jejich řešení, volby vhodného MKP modelu, okrajových podmínek a podmínek výpočtu. Tento kurz je zaměřen zejména na možnosti počítačového modelování statického a únavového poškození těles s existujícím defektem (trhlinou) a bez defektu. Studenti budou seznámeni s řešením nejčastějších mezních stavů za pomocí metody konečných prvků

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Pavel Mazal, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Studenti si osvojí základy únavy a lomové mechaniky s využitím metody konečných prvků. Budou schopni provádět strukturální analýzy pomocí metody konečných prvků.

Prerekvizity

Pružnost pevnost II, Metoda konečných prvků, Výpočtové nadstavby pro CAD

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 udělení klasifikovaného zápočtu: aktivní účast na cvičeních, vypracování zadaného semestrálního projektu, úspěšné složení testu ze základů teorie Metody konečných prvků, zodpovězení případných dotazů vyučujících.

Učební cíle

Posluchač zvládne využití výpočtů pomocí metody konečných prvků (MKP) k hodnocení nejčastějších mezních stavů. Zvládne kategorizaci daného typu úlohy a bude schopen zvolit nejvhodnější metodiku řešení za pomocí výpočetní techniky. Studenti se seznámí zejména se základy lomové mechaniky a s koncepcemi hodnocení únavového poškození tělesa bez defektu. Na základě těchto znalostí budou schopni řešit konkrétní inženýrské úlohy a z konstrukčního hlediska optimalizovat navržené funkční celky.

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

Úcast na prednáškách je doporucená, úcast na cviceních je kontrolovaná. Tolerují se max. 2 omluvené absence.

Základní literatura

Suresh S., Fatigue of materials, Cambridge University Press, 1998
Ondráček E., Vrbka J., Janíček P., Mechanika těles – pružnost a pevnost II, VUT Brno,1988
Madenci E., Guven I., The Finite Element Method and Application in Engineering Using ANSYS, Springer 2006
Anderson T.L., Fracture Mechanics-Fundamentals and Applications, CRC press, 1995
Lukáš P., Klesnil M., Fatigue of metallic materials, Elsevier, 1992

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-KSI , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.

Osnova

1) Možnosti hodnocení mezních stavů pomocí MKP- přehled
2) Mezní stav pružnosti obecného 3D tělesa
3) Mezní stav křehké pevnosti
4) Základy lomové mechaniky
5) Lineárně elastická lomová mechanika K-koncepce
6) Elasto-plastická lomová mechanika J-integrál
7) Mezní stav stability trhliny – křehký lom
8) Stabilní růst únavové trhliny – odhad zbytkové životnosti
9) Základy metodologie hodnocení mezního stavu únavy tělesa bez defektu
10) Mezní stav trvalé únavové pevnosti
11) Časovaná únavová pevnost
12) Únava při asymetrickém cyklu zatížení, náhodné zatěžovací spektrum
13) Odevzdání a vyhodnocení samostatně řešeného problému, zápočet

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D.
prof. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.

Osnova

Ve cvičeních budou přednášená témata procvičena na konkrétních případech s využitím MKP softwaru ANSYS