Mechanika kompozitů pro design - KME/DMK
Garant
Cíle předmětu
Seznámi studenty UUD bakalářského studijního programu Design v oboru Design (B8208) s mechanikou kompozitních materiálů, tak aby pochopili a osvojili si základní principy matematického modelování chování těchto materiálů pro základní aplikace v praxi. Problematika je rozdělena do následujících částí:Současný stav výroby, rozdělení a použití kompozitních materiálů. Základní pojmy pro pružné materiály - deformace, napjatost, Hookeův zákon a klasifikace anizotrpních materiálů. Jednosměrové kompozity, určování materiálových parametrů a popis chování v pootočených systémech. Přehled makromechanických kritérií porušení jednosměrových kompozitů. Analýza rovinných laminátů a laminátových trubek. Vliv skladby jednotlivých vrstev v laminátu na jeho mechanické vlastnosti, analýza pevnosti laminátu.
Přehled látky
Přednášky:1) Historie, základní pojmy a vlastnosti a klasifikace kompozitních materiálů.
2) Výroba a použití kompozitních materiálů (desky, sendviče, trubky).
3) Principy určování materiálových vlastností u ortotropních materiálů.
4) Hookeův zákon pro materiály s různou strukturou.
5) Jednosměrové kompozity. Základní určení efektivních parametrů.
6) Popis deformace, napětí a Hookeova zákona v pootočeném systému.
7) Analýza laminátů, základní rovnice a druhy namáhání laminátové desky.
8) Mechanizmy poškození a kriteria porušení kompozitů.
9) Analýza porušení laminátových konstrukcí.
10) Exkurze.
11) Seznámení s výpočetními možnostmi simulace kompozitních konstrukcí.
12) Tenkostěnné kompozitové trubky vyráběné navíjením.
13) Studie náhrady konvenčního materiálu kompozitem.
Cvičení:
1) Statická rovnováha, deformace, napjatost.
2) Podmínka pevnosti. Základy tenzometrie.
3) Prostý tah, napětí a deformace v různých rovinách.
4) Rovinný ohyb, deformace, napjatost.
5) Výpočet efektivních parametrů laminy.
6) Určení efektivních parametrů laminy z experimentálních dat.
7) Laboratorní měření - tahová zkouška.
8) Laboratorní měření - zkouška ohybem.
9) Matice tuhosti a poddajnosti jednosměrového kompozitu.
10) Exkurze.
11) Aplikace kriterií porušení pro laminu.
12) Práce ve výpočtové laboratoři - software pro návrh kompozitních konstrukcí.
13) Náhrada kovové trubky trubkou kompozitní. Udělení zápočtu.
Odborné dovednosti po absolvování předmětu
Požadavky na studenta
Požadavky k zápočtu: Účast na laboratorních měření a vypracování semestrální práce.´Požadavky ke zkoušce: Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat získané poznatky na řešení konkrétních úloh.