Detail předmětu

Mezní stavy konstrukcí I

FSI-RMKAk. rok: 2026/2027

Předmět Mezní stavy konstrukcí II rozšiřuje znalostní základnu předcházejícího předmětu Mezní stavy konstrukcí I. Zaměřuje se na několik významných aspektů inženýrské praxe z hlediska posouzení životnosti při dynamickém zatížení, pokročilé posouzení vady typu trhlina (koncept "damage tolerant") a posouzení životnosti polymerů a polymerních kompozitů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Petr Vosynek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky (ÚMTMB)

Vstupní znalosti

Deformačně-napěťová analýza prutových těles. (Pružnost pevnost I, výhodou Pružnost pevnost II)
Smluvní výpočty strojních součástí. (Části a mechanismy strojů)
Deformačně-napěťová analýza součástí pomocí metody konečných prvků. (např. Řešení základních úloh mechaniky těles pomocí MKP)
Materiálové charakteristiky kovových materiálů (bez apriorní trhliny a s trhlinou) z hlediska statického (jednosměrného) a cyklického zatěžování a dále z hlediska snížené, normální a zvýšené teploty. (Nauka o materiálu, Deformace a porušování materiálů, výhodou Mezní stavy materiálů)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Klasifikovaný zápočet je složen z aktivní účasti na cvičení (vypracování dokumentace a semestrálního projektu) a z písemné části formou testových otázek.
Účast na cvičení je povinná. Neúčast může být nahrazena vypracováním zadání ze cvičení a prokázáním znalostí z řešeného tématu. Delší nepřítomnost se nahrazuje zvláštním zadáním podle pokynů cvičícího nebo přednášejícího lektora.

Učební cíle

Cílem předmětu je rozšířit znalostní základnu v oblasti posuzování mezních stavů, tedy navázat na předmět RMK. Konkrétněji seznámit studenty s dalšími významnými oblastmi posouzení pevnosti a životnosti konstrukcí. Jedná se o dynamickou odezvou konstrukce a následným posouzením vzniklých deformačních a napěťových stavů, pokročilé posuzování vady typu trhlina (koncept "damage tolerant") a posuzování životnosti polymerů a polymerních kompozitů.

Základní literatura

Anderson, T. L.: Fracture mechanics: fundamentals and applications. Fourth edition. Boca Raton, [2017]. ISBN 978-1-4987-2813-3. (EN)
Dowling, N. E.: Mechanical behavior of materials: engineering methods for deformation, fracture, and fatigue, 4th ed. Boston: Pearson, c2013. ISBN 01-313-9506-8. (EN)
Lee, Y.L., Barkey M.E., Kang H.T.: Metal fatigue analysis handbook: Practical problem-solving techniques for computer-aided engineering. USA: Elsevier, 2012. ISBN 978-0-012-385204-5. (EN)
Vlk, M.: Dynamická pevnost a životnost, skriptum, VUT Brno 1992 (CS)
Vlk, M., Florian, Z.: Mezní stavy a spolehlivost, skriptum, Brno 2007 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-IMB-P magisterský navazující

    specializace IME , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    specializace BIO , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Vosynek, Ph.D.

Osnova

 Úvod do problematiky. Mezní stavy, vymezení pojmu, klasifikace MS.
 Soubor vybraných mezních stavů technických objektů.
 Koncepce (filozofie) navrhování a posuzování, plán pro zajištění integrity konstrukce.
 Porušování při cyklickém zatěžování bez apriorní trhliny.
 Subkritický růst trhliny.
 Křehký lom.

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Vosynek, Ph.D.

Osnova

 Posuzování životnosti svarových spojů bez apriorní trhliny.
 Posouzení životnosti svarového spoje s detekovanou vadou typu trhlina.
 Posouzení životnosti vrubovaného tělesa v oblasti vysokocyklové únavy.
 Posouzení životnosti vrubovaného tělesa v oblasti nízkocyklové únavy.
 Využití parametrů LELM k výpočtu životnosti.
 Určení hodnoty J-integrálu pomocí MKP a její využití.
 Použití lomového diagramu při posuzování tělesa s trhlinou.
 Zápočet.