Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 2 (S)

FAST-NDB021Ak. rok: 2022/2023

Textilem vyztužený beton, ECC, vláknobeton a kompozity charakterizované synergickou kombinací krátké vláknové výztuže se strukturovanou výztuží v křehké matrici. Zohlednění přirozené heterogenity a nahodilosti vlastní kompozitům. Modelování odezvy kompozitu v tahové zkoušce. Modelování odezvy svazku vláken na tahovou zkoušku. Statistická charakterizace zdrojů nahodilosti svazků vláken. Rozdělení pevnosti svazků vláken a kompozitu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Výsledky učení předmětu

Student zvládne cíl předmětu, tedy osvojí si znalosti textilem vyztuženém betonu, ECC, vláknobetonu a kompozitech charakterizovaných synergickou kombinací krátké vláknové výztuže se strukturovanou výztuží v křehké matrici. Dozví se o možnostech zohlednění přirozené heterogenity a nahodilosti vlastní kompozitům. Modelování odezvy kompozitu v tahové zkoušce. Modelování odezvy svazku vláken na tahovou zkoušku. Statistická charakterizace zdrojů nahodilosti svazků vláken. Rozdělení pevnosti svazků vláken a kompozitu.

Prerekvizity

základy stavební mechaniky a teorie pružnosti a plasticity, základy metody konečných prvků, infinitezimální počet, maticový počet, základy numerické matematiky, nelineární mechaniky

Osnovy výuky

1. Úvod do vláknových kompozitních materiálů. Aplikační sféra, porovnání se železobetonem a jinými tradičními materiály. Charakterizace hlavních rysů ovlivňujících mechanickou odezvu.
2. Osvětlení mechanismu navýšení disipační energie a mechanismům přerozdělení vnitřních sil při postupném porušování. Vazba na lomovou mechaniku.
3. Charakterizace typů vláken a různých materiálů pro výrobu vláken (ocel, sklo, uhlík, aramid, polyester apod). Charakterizace typů svazků vláken.
4. Typy vláken a typy svazků vláken, jejich výroby a testování. Způsoby uchycení, vliv rychlosti zatěžování a vliv míry zavinutí svazků.
5. Klasický model odezvy svazků založený na metodě konečných prvků. Model mechanické odezvy svazku založený na třídících algoritmech.
6. Pravděpodobnostní model odezvy svazků. Definice, vysvětlení paradigmatu, zrevidování základních transformací modelu.
7. Studie vlivů základních zdrojů nahodilosti a heterogenity na nahodilou odezvu svazku.
8. Modelování pomocí korelovaných náhodných polí. Porovnání výsledků všech modelů.
9. Rozdělení pevnosti svazků. Danielsův teorém. Proměna chvostu pevnosti na jádro rozdělení. Rekurzivní formule. 10. Asymptotická pevnost.
11. Přechod k pevnosti kompozitu se zřetězenými trhlinovými můstky. Teorie extrémních hodnot a asociovaný model nejslabšího článku.
12. Pokročilé otázky v teorii pevnosti kompozitů.
13. Teorie extrémních hodnot a její aplikace ve statistické pevnosti materiálů a konstrukcí. Revize.

Učební cíle

Textilem vyztužený beton, ECC, vláknobeton a kompozity charakterizované synergickou kombinací krátké vláknové výztuže se strukturovanou výztuží v křehké matrici. Zohlednění přirozené heterogenity a nahodilosti vlastní kompozitům. Modelování odezvy kompozitu v tahové zkoušce. Modelování odezvy svazku vláken na tahovou zkoušku. Statistická charakterizace zdrojů nahodilosti svazků vláken. Rozdělení pevnosti svazků vláken a kompozitu.

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 NPC-SIS magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc.
prof. Ing. Drahomír Novák, DrSc.
prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.
doc. Ing. Petr Hradil, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Kala, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do vláknových kompozitních materiálů. Aplikační sféra, porovnání se železobetonem a jinými tradičními materiály. Charakterizace hlavních rysů ovlivňujících mechanickou odezvu. 2. Osvětlení mechanismu navýšení disipační energie a mechanismům přerozdělení vnitřních sil při postupném porušování. Vazba na lomovou mechaniku. 3. Charakterizace typů vláken a různých materiálů pro výrobu vláken (ocel, sklo, uhlík, aramid, polyester apod). Charakterizace typů svazků vláken. 4. Typy vláken a typy svazků vláken, jejich výroby a testování. Způsoby uchycení, vliv rychlosti zatěžování a vliv míry zavinutí svazků. 5. Klasický model odezvy svazků založený na metodě konečných prvků. Model mechanické odezvy svazku založený na třídících algoritmech. 6. Pravděpodobnostní model odezvy svazků. Definice, vysvětlení paradigmatu, zrevidování základních transformací modelu. 7. Studie vlivů základních zdrojů nahodilosti a heterogenity na nahodilou odezvu svazku. 8. Modelování pomocí korelovaných náhodných polí. Porovnání výsledků všech modelů. 9. Rozdělení pevnosti svazků. Danielsův teorém. Proměna chvostu pevnosti na jádro rozdělení. Rekurzivní formule. 10. Asymptotická pevnost. 11. Přechod k pevnosti kompozitu se zřetězenými trhlinovými můstky. Teorie extrémních hodnot a asociovaný model nejslabšího článku. 12. Pokročilé otázky v teorii pevnosti kompozitů. 13. Teorie extrémních hodnot a její aplikace ve statistické pevnosti materiálů a konstrukcí. Revize.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vlastislav Salajka, CSc.
prof. Ing. Drahomír Novák, DrSc.
prof. Ing. Zbyněk Keršner, CSc.
doc. Ing. Petr Hradil, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Kala, Ph.D.

Osnova

1. Zadání individuálního problému k řešení na počítači. 2.–12. Práce na zadání v součinnosti s učitelem. 13. Předložení výsledků, udělení zápočtu.