Detail předmětu

Engineering Mechanics

FSI-UIM-AAk. rok: 2023/2024

Studenti se v průběhu předmětu seznámí se základními pojmy a problémy pružnosti pevnosti, jako jsou základní mechanické vlastnosti materiálu, obecné věty lineární pružnosti, jednoduchá namáhání prutu - tah/tlak, krut, ohyb a 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. Taktéž se seznámí s teoretickými základy metody konečných prvků, s podstatou numerického výpočtového modelování a s fundamentálními praktickými znalostmi, které jsou aplikovány na typických úlohách mechaniky těles.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Nabízen zahradničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

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 mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Požadavky pro hodnocení:
- aktivní účast ve cvičeních
- samostatné zpracování a prezentace zadaného semestrálního projektu,
- písemný test základních znalostí.
Vyučující upřesní konkrétní podobu hodnocení v prvním týdnu 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 vybavit studenty metodikou pro určování napjatosti a deformace různých modelových těles a posuzování rizika základních mezních stavů. Studenti se také seznámí se základními principy metody konečných prvků a s její praktickou aplikací při modelování různých problémů mechaniky kontinua.

Student zvládne kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a pevnosti a je schopen zvolit v daných podmínkách vhodnou metodiku řešení problému cestou odpovídajícího analytického řešení. Naučí se také požívat metodu konečných prvků k řešení problémů mechaniky kontinua na složitých dvou i trojrozměrných oblastech jako nadstavbu k dosud poznaným řešením analytickým.

Základní literatura

Dowling N.E.: Mechanical Behavior of Materials. Pearson, 2013. (EN)
Ugural A.C., Fenster S.K.: Advanced Strength and Applied Elasticity. Pearson, 4th ed. 2003. (EN)
Seed,G.M.: Strength of Materials, Saxe-Coburg Publications, 2000 (EN)
Zienkiewicz, O. C., et al. Finite Element Method For Solid & Structural Mechanics. Elsevier India 7th edition, 2014. ISBN-10: 9789351072829 (EN)
Shigley et al.: Mechanical Engineering design, McGraw-Hill, 2004. (EN)
Gere, J.M., Timoshenko, S.P.: Mechanics of Materials, third SI edition, Chapman & Hall, London, Glasgow, New York, 1995 (EN)

eLearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Program N-ENG-Z magisterský navazující, 1. ročník, zimní semestr, doporučený

Typ (způsob) výuky

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Dávid Halabuk, Ph.D.

Osnova

Základní pojmy – deformace, napětí, napjatost, mezní stavy, bezpečnost.
Mechanické vlastnosti materiálu a jejich výpočtové modely. Vlastnosti lineárně pružného tělesa. Vymezení lineární pružnosti.
Prut v pružnosti a pevnosti – vymezení, klasifikace.
Osově zatížené pruty, kroucené pruty, ohýbané pruty
Tlustostěnné válcové těleso, rotující kotouče a válcová tělesa
Kruhové a mezikruhové desky
Rotačně symetrická membránová skořepina
Úvod do metody konečných prvků
Teoretické základy metody konečných prvků
Prutové prvky: nosníky a příhradové konstrukce
Rovinné prvky: rovinná napjatost, rovinná deformace a osová symetrie
Tělesové a skořepinové prvky
Způsoby vytvoření konečnoprvkové sítě a zadávání okrajových podmínek

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná