Detail předmětu

Vybrané statě ze stavební mechaniky 2 (K)

FAST-NDB032Ak. rok: 2026/2027

Textilem vyztužený beton, ECC, vláknobeton a kompozity charakterizované synergickou kombinací krátké vláknové výztuže se strukturovanou výztuží v křehké matrici. Zohlednění přirozené heterogenity a nahodilosti vlastní kompozitům. Modelování odezvy kompozitu v tahové zkoušce. Modelování odezvy svazku vláken na tahovou zkoušku. Statistická charakterizace zdrojů nahodilosti svazků vláken. Rozdělení pevnosti svazků vláken a kompozitu.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav stavební mechaniky (STM)

Vstupní znalosti

základy stavební mechaniky a teorie pružnosti a plasticity, základy metody konečných prvků, infinitezimální počet, maticový počet, základy numerické matematiky, nelineární mechaniky

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Učební cíle

Odborné znalosti

Student získá znalosti o textilem vyztuženém betonu, ECC, vláknobetonu a dalších kompozitech charakterizovaných synergickou kombinací krátké vláknové výztuže se strukturovanou výztuží v křehké matrici. Seznámí se s vlivem přirozené heterogenity a nahodilosti těchto materiálů na jejich mechanickou odezvu. Získá znalosti o modelování tahové odezvy kompozitů a svazků vláken, o statistické charakterizaci zdrojů nahodilosti a o pravděpodobnostním rozdělení pevnosti vláken, svazků vláken a kompozitů.

Odborné dovednosti

Student bude schopen sestavit a použít model tahové odezvy vláknového kompozitu a svazku vláken. Dokáže identifikovat a statisticky charakterizovat základní zdroje nahodilosti ovlivňující mechanické vlastnosti kompozitu. Bude schopen vyhodnotit rozdělení pevnosti vláken, svazků vláken a výsledného kompozitu a posoudit vliv heterogenity materiálu na jeho tahové chování.

Odborné způsobilosti

Student bude schopen samostatně aplikovat získané znalosti při analýze a modelování mechanické odezvy vláknových a hybridně vyztužených kompozitů s křehkou matricí. Dokáže zvolit vhodný model a statistický přístup pro popis tahového chování materiálu, interpretovat výsledky s ohledem na přirozenou heterogenitu a nahodilost a kriticky posoudit vliv jednotlivých složek kompozitu na jeho pevnost a porušování.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPC-SIK magisterský navazující 2 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miroslav Vořechovský, Ph.D.

Osnova

  • 1. Úvod do vláknových kompozitních materiálů. Aplikační sféra, porovnání se železobetonem a jinými tradičními materiály. Charakterizace hlavních rysů ovlivňujících mechanickou odezvu. Osvětlení mechanismu navýšení disipační energie a mechanismům přerozdělení vnitřních sil při postupném porušování. Vazba na lomovou mechaniku.
  • 2. Charakterizace typů vláken a různých materiálů pro výrobu vláken (ocel, sklo, uhlík, aramid, polyester apod). Charakterizace typů svazků vláken, jejich výroby a testování. Způsoby uchycení, vliv rychlosti zatěžování a vliv míry zavinutí svazků.
  • 3. Klasický model odezvy svazků založený na metodě konečných prvků. Model mechanické odezvy svazku založený na třídících algoritmech.
  • 4. Pravděpodobnostní model odezvy svazků. Definice, vysvětlení paradigmatu, zrevidování základních transformací modelu.
  • 5. Studie vlivů základních zdrojů nahodilosti a heterogenity na nahodilou odezvu svazku. Porovnání výsledků všech modelů.
  • 6. Rozdělení pevnosti svazků. Danielsův teorém. Proměna chvostu pevnosti na jádro rozdělení. Rekurzivní formule. Asymptotická pevnost.
  • 7. Přechod k pevnosti kompozitu se zřetězenými trhlinovými můstky. Teorie extrémních hodnot a asociovaný model nejslabšího článku.
  • 8. Pokročilé otázky v teorii pevnosti kompozitů, revize.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Eliáš, Ph.D.

Osnova

  • 1. Zadání individuálního problému k řešení na počítači.
  • 2.–9. Práce na zadání v součinnosti s učitelem.
  • 10. Předložení výsledků, udělení zápočtu.