Detail předmětu

Pružnost a pevnost II

FSI-5PPAk. rok: 2007/2008

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. Podmínky rovnováhy, kompatibility,
geometrické a konstitutivní vztahy, okrajové podmínky. Možnosti analytic-
kého řešení rovnic pružnosti na elementárních typech těles: válcové těle-
so, rotující mezikruhová stěna, kruhová a mezikruhová deska, válcová mo-
mentová skořepina, rotačně symetrická bezmomentová skořepina. Analytické
řešení složených těles. Seznámení s možnostmi numerického řešení úloh
obecné pružnosti pomocí MKP. Experimentální metody v pružnosti - přehled.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

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 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. Z fyziky jsou nezbytné základní pojmy a znalosti mechaniky těles v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika.

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, dobré výsledky průběžné kontroly základních znalostí (doporučeno psát během semestru 3 kontrolní testy), vyřešení náhradních úloh v případě omluvené neúčasti. Konkrétní podobu splnění těchto požadavků stanovuje vedoucí cvičení v prvním týdnu semestru.

Klasifikace předmětu plně závisí na výsledku zkoušky, která má kombinovanou formu písemnou (test+příklady) a ústní (diskuse nad opravenou písemkou s případnými doplňujícími otázkami). Podmínkou pro splnění úvodní testové části je získat nejméně 50% z možného počtu bodů. Na ni navazuje řešení 2-3 výpočtových úloh – jedná se typové úlohy z profilujících oblastí daného předmětu, přičemž jeden z příkladů může být nahrazen teoretickou otázkou, důkazem apod. Řešení úloh, resp. teoretická otázka jsou hodnoceny známkami výborně až nevyhovující - úspěšné vykonání zkoušky je podmíněno maximálně jedním nevyhovujícím hodnocením ze všech řešených úloh.

Učební cíle

Cílem předmětu Pružnost a pevnost II je poskytnutí základních představ
o možnostech řešení problémů, přesahujících oblast prutových soustav.
Jsou popsány výpočtové a experimentální postupy, a to jak klasické, využí-
vající metod matematické analýzy, tak numerické (MKP). 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.

Základní literatura

UGURAL, A. C. Plates and Shells: Theory and Analysis. 4th Ed. Boca Raton: CRC Press, 2018. ISBN 978-1-138-03245-3.
BUDYNAS, R. G. a NISBETT, J. K. Shigleyho konstruování strojních součástí. Brno: Vysoké učení technické v Brně – Nakladatelství VUTIUM, 2023. ISBN 978-80-214-5471-2.
JANÍČEK, P. a PETRUŠKA, J. Pružnost a pevnost II: Úlohy do cvičení. 3. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007. ISBN 978-80-214-3441-7.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3901-3 bakalářský

    obor B3904-00 , 3. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B2341-3 bakalářský

    obor B2339-00 , 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Úvod. Předpoklady řešení úloh v PPII. Mezní stavy pevnosti - přehled.
2. Mezní stav křehké pevnosti tělesa bez trhliny - podmínka MOS.
3. Chování tělesa s trhlinou - základy lineární lomové mechaniky.
4. Únavové charakteristiky materiálu. Koncepce hodnocení únavy.
5. Obecná pružnost - základní veličiny a systém vztahů mezi nimi.
6. Typy těles z hlediska pružnosti a možnosti jejich analytického řešení.
7. Tlustostěnné válcové těleso.
8. Rotující kotouče.
9. Kruhové a mezikruhové desky.
10.Momentová válcová skořepina.
11.Rotačně symetrická membránová skořepina.
12.Metoda konečných prvků v úlohách pružnosti.
13.Experimentální metody pružnosti.

Cvičení

24 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Mezní stav pružnosti.
2. Mezní stav křehké pevnosti tělesa bez trhliny.
3. Mezní stav stability trhliny.
4. Stabilní růst trhliny, odhad zbytkové životnosti.
5. Mezní stav trvalé únavové pevnosti.
6. Únava při asymetrickém cyklu napětí.
7. Únava při kombinovaném namáhání, bezpečnost při neproporc. zatěžování.
8. Tlustostěnné válcové těleso.
9. Rotující kotouče.
10.Kruhové a mezikruhové desky.
11.Momentová válcová skořepina.
12.Rotačně symetrická membránová skořepina.

Cvičení s počítačovou podporou

2 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

13.Ukázka řešení úlohy pružnosti pomocí MKP.