Detail předmětu

Pružnost a pevnost II

FSI-5PP-AAk. rok: 2022/2023

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

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

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 vstupních údajů numerického výpočtu nebo návrhu experimentální metody. 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. Dále je vyžadována znalost práce se softwarem Maple. Z mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb) a PPI (tenzory napětí a přetvoření, teorie pružnosti prutů, podmínky mezních stavů pro tvárný a křehký materiál).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.

Způsob a kritéria hodnocení

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 průřezový písemný test, ze kterého je možno získat maximálně 80 bodů. Náplní druhé části, která je dobrovolná, je ústní přezkoušení, 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.

Učební cíle

Cílem předmětu Pružnost a pevnost II je rozšíření znalostí
o možnostech posuzování bezpečnosti technických zařízení. Absolvent by měl zvládnout analytická řešení deformací a napětí u různých modelových těles. Také jsou rozšiřovány znalosti o podmínkách mezních stavů, 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 obor M-ADI, M-ENI, M-FLI, M-IMB, M-MET či M-VSR.

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.

Základní literatura

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. 
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.
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.
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.

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B-STI-Z bakalářský, 1. ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program B-STI-A bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program B-MET-P bakalářský, 3. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

  • Program CŽV celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    obor CZV , 1. ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.

Osnova

Obecná pružnost - základní veličiny a systém vztahů mezi nimi a zobecněný Hookův zákon

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

Mezní stav křehkého lomu

Složená tělesa

Shrnutí + zkouška

Konzultace

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon

Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření

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 – koncepce nominálních napětí

Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí

Mezní stav křehkého lomu

Prezentace příkladů

Prezentace příkladů

Cvičení

14 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Oldřich Ševeček, Ph.D.

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon

Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření

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 – koncepce nominálních napětí

Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí

Mezní stav křehkého lomu

Prezentace příkladů

Prezentace příkladů

Cvičení s počítačovou podporou

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon

Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření

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 – koncepce nominálních napětí

Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí

Mezní stav křehkého lomu

Prezentace příkladů

Prezentace příkladů

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz