Detail předmětu
Nelineární mechanika
FAST-CD002Ak. rok: 2017/2018
Indexová, tenzorová a maticová notace, pojem vektoru a tenzoru, vlastnosti tensorů. Druhy nelinearit u stavebních konstrukcí a jejich zdroje. Obecnější definice míry deformace a napjatosti potřebné pro geometrickou nelinearitu. Základy materiálové nelinearity. Metody numerického řešení nelineárních algebraických rovnic (Picardova metoda, Newton-Rahsonova metoda, modifikovaná Newton-Rapsonova metoda, Riksova metoda). Postkritická analýza konstrukcí. Lineární a nelineární stabilita. Aplikace přednesené teorie při řešení konkrétních nelineárních úloh MKP.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Ústav stavební mechaniky (STM)
Výsledky učení předmětu
Studenti se seznámí s různými typy nelinearit. Poznají základní rozdíly v přístupu k lineárním a nelineárním výpočtům. Obeznámí se s novou definicí deformace a napětí i principy nutnými k řešení nelineárních problémů Newton-Raphsonovou metodou.
Prerekvizity
Lineární mechanika, Metoda konečných prvků, Maticový počet, Základy numerické matematiky, Infinitezimální počet.
Jazyk výuky
čeština
Osnovy výuky
1. Indexová, tenzorová a maticová notace, vektory a tenzory, vlastnosti tenzorů, transformace fyzikálních veličin.
2. Základní zákony v mechnice, druhy nelinearit podle jejich zdroje, Eulerovské a Lagrangeovské sítě, materiálové a prostorové souřadnice, základní pojmy v geometrické nelinearitě.
3. Míry deformace (Green-Lagrange, Euler-Almansi, logaritmická, infinitezimální) a jejich chování při veklé rotaci a velké deformaci.
4. Míry napjatosti (Cauchy, 1. Piola-Kirchhoff, 2. Piola-Kirchhoff, korotační, Kirchoff) a transformace mezi nimi.
5. Energeticky konjugentní míry deformace a napjatosti, dvě základní formulace geometrické nelinearity.
6. Vliv napjatosti na tuhost, geometrická matice tuhosti.
7. Formulace updated Lagrangian, základní zákony, tečná matice tuhosti.
8. Formulace total Lagrangian, základní zákony, tečná matice tuhosti.
9. Objektivní toky napětí, konstitutivní matice, základy materiálové nelinearity.
10. Numerické metody řešení nelineárních algebraických rovnic, Picardova netoda, Newton-Raphsonova metoda.
11. Modifikovaná Newton-Raphsonova metoda, Riksova metoda.
12. Lineární a nelineární stabilita.
13. Postkritická analýza.
Cíl
Studenti se seznámí s různými typy nelinearit, které se vyskytují v projekční praxi. Poznají základní rozdíly v přístupu k lineárním a nelineárním výpočtům. Obeznámí se s obecnějšími definicemi deformace a napětí, dvěma základními formulacemi geometrické nelinearity a se základy materiálové nelinearity. Budou probrány také hlavní metody umerického řešení nelineárních algebraických rovnic.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný
- Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný
- Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující
obor K , 1. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinný