Detail předmětu

Mezní stavy konstrukcí II

FSI-RMLAk. 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

4

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)
Únavové posouzení součásti bez trhliny a s trhlinou. (Mezní stavy konstrukcí I.)

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.
Dowling, N. E.: Mechanical behavior of materials: engineering methods for deformation, fracture, and fatigue, 4th ed. Boston: Pearson, c2013. ISBN 01-313-9506-8.
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.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-IMB-P magisterský navazující

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

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Vosynek, Ph.D.

Osnova

 Úvod do předmětu..
 Posouzení konstrukce při dynamickém zatížení - seismicita, vibrační únava.
 Koncepce Damage Tolerance - asymetrie cyklu, historie zatěžování, rychlost šíření trhliny, předčasné zavírání trhliny, modely šíření trhliny, zbytková napětí, teplotní gradient.
 Únava polymerů a polymerních kompozitů - specifika únavového chování, metody hodnocení životnosti a modelování.
 Pravděpodobnostní odhad únavové životnosti - statistické rozdělení vstupních veličin, odhad pravděpodobnosti poruchy vs. zbytková životnost součásti.

Cvičení s počítačovou podporou

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Vosynek, Ph.D.

Osnova

 Posouzení bezpečnosti při seismickém zatížení
 Posouzení životnosti, vibrační únava
 Experimentální stanovení v-K křivek a analýza šíření únavové trhliny.
 Odhad zbytkové únavové životnosti rovnicí NASGRO
 Analýza předčasného zavírání trhliny při proměnlivé amplitudě zatěžování
 Analýza rozptylu vstupních veličin při posuzování zbytkové únavové životnosti