Detail předmětu

Pružnost a pevnost II

FSI-5PP-A Ak. rok: 2027/2028 Zimní semestr

Předmět pokrývá následující témata: obecná pružnost a pevnost – napětí, přetvoření a posuvy elementárního prvku kontinua v prostorové úloze. Systém rovnic obecné pružnosti a pevnosti a zobecněný Hookův zákon. Možnosti analytického 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 a válcová momentová skořepina. Základy lineární elastické lomové mechaniky a posuzování tělesa s trhlinou. Únava materiálu – hlavní koncepce výpočtového hodnocení únavy.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Vstupní znalosti

Nutné znalosti z matematiky jsou lineární algebra, maticový počet, funkce jedné nebo více proměnných, diferenciální a integrální počet a obyčejné a parciální diferenciální rovnice. Dále je vyžadována znalost programování. Z mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím předmětu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb) a Pružnost a pevnost I (tenzory napětí a přetvoření, teorie prutů a mezní stavy tvárného a křehkého materiálu).

Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů

Podmínky pro udělení zápočtu: docházka, aktivní účast na cvičeních, odevzdání řešení zadaných příkladů a jejich prezentace. Za řešení a prezentaci příkladů lze získat nejvýše 10 bodů.

Zkouška se skládá ze dvou částí. Povinný písemný test je ohodnocen nejvýše 80 body. Dobrovolné ústní zkoušení může hodnocení upravit o -10 až +10 bodů. Podobu testu, typy příkladů a otázek a další podrobnosti budou v průběhu semestru sděleny osobně a prostřednictvím E-learningu.

Účast na cvičeních je povinná. Vyučující průběžně kontrolují docházku, aktivní účast a základní znalosti. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu. Omluvená neúčast se nahrazuje vypracováním zadaných úloh.

Učební cíle

Předmět cílí na rozšíření znalostí studujících o posuzování bezpečnosti technických zařízení. Studující se naučí získat analytická řešení deformací a napětí u různých typů těles a prohloubí znalosti o mezních stavech, především při cyklickém 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 program N-ADI-P, N-MET-P, N-KSI-P, N-ETI-P, N-IMB-P nebo N-VSR-P.

Studující zvládnou kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a pevnosti a v daných podmínkách volbu vhodné metodiky řešení problému cestou odpovídajícího analytického řešení, přípravy vstupních údajů pro numerickou analýzu nebo experimentální přístup. Studující budou schopeni rozlišit a posoudit základní mezní stavy konstrukcí.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-MET-P: Mechatronika, bakalářský, povinně volitelný

Program B-STI-A: Fundamentals of Mechanical Engineering, bakalářský, povinně volitelný

Program B-STI-Z: Fundamentals of Mechanical Engineering, bakalářský, doporučený kurs

Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova

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


Mezní stav křehkého lomu


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


Složená tělesa

Konzultace

26 hod., nepovinná

Osnova

Rozdělení do skupin a zadání příkladů


Individuální konzultace


Prezentace zadaných příkladů

Cvičení

14 hod., povinná

Osnova

Stavy napjatosti a přetvoření a zobecněný Hookův zákon


Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření


Mezní stav křehkého lomu (kombinované namáhání)


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 – symetrický cyklus napětí


Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – asymetrický cyklus napětí


Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – kombinované a neproporcionální namáhání


Složená tělesa

Cvičení s počítačovou podporou

12 hod., povinná

Osnova

Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon


Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření


Mezní stav křehkého lomu (kombinované namáhání)


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 – symetrický cyklus napětí


Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – asymetrický cyklus napětí


Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – kombinované a neproporcionální namáhání


Složená tělesa