Detail předmětu

Mezní stavy a spolehlivost

FSI-RMSAk. rok: 1999/2000

Mezní stavy - jejich všeobecná klasifikace, mezní stavy v pevnostníchvýpočtech. Základní pojmy teorie spolehlivosti se zdůrazněním charakteristik bezporuchovosti a životnosti. Nejvýznamnější koncepce lineárněelastické a elasto-plastické lomové mechaniky. Únava materiálu a konstrukcí, základní charakteristiky, výpočtové posouzení životnosti přinízkocyklové a vysokocyklové únavě. Hodnocení odolnosti konstrukcíproti křehkému porušení v etapě jejich návrhu. Posouzení zjištěné vadytypu trhliny při jednosměrném a cyklickém namáhání.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

doc. Ing. Miloš Vlk, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Výsledky učení předmětu

Samostatně zvládnout jednodušší případy posuzování bezporuchovosti a ži-
votnosti konstrukcí s ohledem na nebezpečí porušení únavovým a křehkým
lomem. Získat představu o současné teoretické a experimentální základně
tohoto vědního oboru. Osvojit si schopnost formulovat zadání pro úzké
specialisty v této oblasti a prakticky interpretovat jejich zjištění.

Způsob a kritéria hodnocení

Požadavky pro udělení zápočtu:
- aktivní účast na cvičeních,
- kvalitní vypracování zadaných úloh,
- v případě omluvené neúčasti ve cvičení vypracování náhradního zadání
Zkouška - kombinovaná (písemná a ústní)
- znalost základních pojmů, důležitých zákonitostí a jejich aplikace,
- diskuse nad písemnou částí zkoušky

Učební cíle

Seznámit studenty se základními pojmy a charakteristikami v oblasti
mezních stavů a teorie spolehlivosti konstrukcí. Vysvětlit teoretické
základy dvou nejvýznamnějších mezních stavů ocelových konstrukcí -
mezních stavů únavy a křehkého lomu. Ukázat soudobé metodické postupy
při deterministickém a pravděpodobnostním posouzení bezporuchovosti
a životnosti konstrukcí.

Základní literatura

Bílý, M.: Dependability of Mechanical Systems, , Elsevier 1989
Anderson,T.L.: Fracture Mechanics - Fundamentals and Applications, , CRC Press, Boca Raton 1995
SAE: Fatigue Design Handbook, Society of Automotive Engineers, 1997

Doporučená literatura

Vlk, M.: Mezní stavy a spolehlivost, , VUT FS Brno 1991
Kunz, J.: Základy lomové mechaniky, , ČVUT Praha 2000
Vlk, M.: Dynamická pevnost a životnost, VUT FS Brno 1992

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 2. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

33 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Vlk, CSc.

Osnova

1. Úvod do problematiky. Mezní stavy, vymezení pojmu, klasifikace MS.
2. Spolehlivost mech. soustav, charakteristiky, posuzování.
3. Úvod do lomové mechaniky. Griffithova teorie. K - koncepce.
4. Dynamická lomová mechanika. Koncepce COD a J-integrálu.
5. Metoda dvou kriterií. Dvouparametrová LM. Subkritický růst trhlin.
6. Růst trhlin při cyklickém zatěžování.
7. Posouzení zjištěné vady typu trhliny.
8. Posouzení odolnosti konstrukce proti křehkému lomu v etapě návrhu.
9. Únava - křivky životnosti, vliv koncentrace napětí a deformace.
10. Únavová životnost při jednostupňovém zatěžování.
11. Životnost při náhodném zatěžování. Pravděpodobnostní posuzování.

Cvičení na počítači

22 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Miloš Vlk, CSc.

Osnova

1. Model MKP tělesa s trhlinou, trhlinové prvky.
2. Určování K-faktoru metodou konečných prvků.
3. Porovnání K-faktorů z MKP a z údajů dostupných příruček.
4. Řešení materiálově nelineárních úloh v ANSYSu.
5. Výpočet J-integrálu.
6. Dvouparametrová lomová mechanika, Q-faktor.
7. Výpočet Q-faktoru pro jednoduchá zkušební tělesa.
8. Pole napětí u kořene trhliny při plasticitě malého rozsahu.
9. Ukázky programových systémů pro posuzování bezporuchovosti.
10. Pravděpodobnostní posuzování - metoda Monte Carlo.
11. Rezerva. Zápočet.