Detail předmětu

Pružnost a pevnost II

FSI-5PPAk. rok: 2023/2024

Obecná pružnost a pevnost - napětí, přetvoření a posuvy elementárního prvku kontinua v prostorové úloze. Systém rovnic obecné pružnosti a pevnosti a zobecněný Hookův zákon. Možnosti analytického řešení rovnic pružnosti a pevnosti na elementárních typech těles: tlustostěnné válcové těleso, rotující kotouče a válcová tělesa, kruhová a mezikruhová deska, rotačně symetrická bezmomentová skořepina a válcová momentová skořepina. Základy lineární elastické lomové mechaniky, posuzování tělesa s trhlinou. Únava materiálu - hlavní koncepce výpočtového hodnocení únavy.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Vstupní znalosti

Nutné znalosti z matematiky jsou lineární algebra, maticový počet, funkce jedné a více proměnných, diferenciální a integrální počet a obyčejná a parciální diferenciální rovnice. Dále je vyžadována znalost programování v softwaru MATLAB. Z mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím předmětu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb) a Pružnost a pevnost I (tenzory napětí a přetvoření, teorie prutů, mezních stavy tvárného a křehkého materiálu).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky k udělení zápočtu: Docházka, aktivní účast na cvičeních a odevzdání zadaných příkladů, včetně jejich prezentace.
Zkouška: Zkouška je rozdělena na dvě části. Náplní první povinné části je písemný test, ze kterého je možno získat maximálně 80 bodů. Náplní druhé části, která je dobrovolná, je ústní zkoušení, ze kterého je možné získat od -20 do +20 bodů. Konkrétní podobu zkoušky, typy příkladů, otázek a další podrobnosti sdělí přednášející osobně a na E-learningu v průběhu semestru.


Účast na cvičeních je povinná. Je prováděna průběžná kontrola přítomnosti studentů, včetně kontroly aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšíření znalostí o možnostech posuzování bezpečnosti technických zařízení. Student by měl zvládnout analytická řešení deformací a napětí u různých těles. Také jsou rozšiřovány znalosti o mezních stavech, především v podmínkách cyklického namáhání a existence trhlin v tělese.
Tento předmět je zařazen jako povinně volitelný ve 3. ročníku bakalářského studia. Jeho volba (nebo volba jeho anglické verze) je doporučena v případě, že student hodlá volit program N-ADI-P, N-MET-P, N-KSI-P, N-ETI-P, N-IMB-P nebo N-VSR-P.


Student zvládne kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a pevnosti a je schopen zvolit v daných podmínkách vhodnou metodiku řešení problému cestou odpovídajícího analytického řešení, přípravy vstupních údajů pro numerický výpočet nebo návrhu experimentální metody. Student bude schopen rozlišit a posoudit základní mezní stavy konstrukcí.

Základní literatura

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.
DOWLING, N. E. Mechanical behavior of materials: Engineering methods for deformation, fracture, and fatigue. 3rd Ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2007. ISBN 0-13-186312-6.
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.
ONDRÁČEK, E.; VRBKA, J.; JANÍČEK, P. a BURŠA, J. Mechanika těles: Pružnost a pevnost II. 4. přeprac. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2006. ISBN 80-214-3260-8.
UGURAL, A. C. Plates and Shells: Theory and Analysis. 4th Ed. Boca Raton: CRC Press, 2018. ISBN 978-1-138-03245-3.

Elearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-MET-P bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program B-VTE-P bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program B-ZSI-P bakalářský

    specializace STI , 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Obecná pružnost - základní veličiny, systém vztahů mezi nimi a zobecněný Hookův zákon
Mezní stav křehkého lomu
Tlustostěnné válcové těleso
Rotující kotouče a válcová tělesa
Kruhové a mezikruhové desky
Rotačně symetrická membránová skořepina
Válcová momentová skořepina
Základy lineární elastické lomové mechaniky
Růst trhliny při statickém a cyklickém namáhání
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce lokálních napětí a přetvoření
Složená tělesa

Konzultace

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Rozdělení do skupin a zadání příkladů
Individuální konzultace
Prezentace zadaných příkladů

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon
Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření
Mezní stav křehkého lomu (kombinované namáhání)
Tlustostěnné válcové těleso
Rotující kotouče a válcová tělesa
Kruhové a mezikruhové desky
Rotačně symetrická membránová skořepina
Válcová momentová skořepina
Lineární elastická lomová mechanika
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – symetrický cyklus napětí
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – asymetrický cyklus napětí
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – kombinované a neproporcionální namáhání

Cvičení s počítačovou podporou

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon
Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření
Mezní stav křehkého lomu (kombinované namáhání)
Tlustostěnné válcové těleso
Rotující kotouče a válcová tělesa
Kruhové a mezikruhové desky
Rotačně symetrická membránová skořepina
Válcová momentová skořepina
Lineární elastická lomová mechanika
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – symetrický cyklus napětí
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – asymetrický cyklus napětí
Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – kombinované a neproporcionální namáhání

Elearning