Pružnost a pevnost 2 - KME/PP2

Garant

Přednášející

Cvičící

Rozvrhové akce

	Přednáška	UC 410	LS	Pondělí 10-12 (15:45-18:20)
	Cvičení	UC 422	LS	Pondělí 7-8 (13:00-14:40)
	Cvičení	UC 423	LS	Pátek 3-4 (09:20-11:00)

Cíle předmětu

Cílem předmětu je seznámit studenty s následující problematikou:
Základy matematické teori pružnosti. Metoda konečných prvků. Rotačně symetrické úlohy (rotující kotouče, silnostěnné válcové nádoby) - napjatost a deformace, technické aplikace. Tenké křivé a lomené rovinné pruty a rámy - pevnostní a tuhostní výpočty. Stabilita konstrukcí, základy výpočtu. Základy pevnostních a tuhostních výpočtů součástí z anizotropních materiálů. Základy lineární a nelineární lomové mechaniky. Tvarová pevnost. Únava materiálu. Vytváření výpočtových modelů pro řešení úloh pomocí metody konečných prvků.

Přehled látky

Harmonogram přednášek
1. Prostorová napjatost: Hlavní roviny, hlavní napětí, rozšířený Hookeův zákon
2. Základy matematické teorie pružnosti: Odvození diferenciálních rovnic rovnováhy, geometrické rovnice. Fyzikální rovnice. Okrajové podmínky.
3. Tenké křivé a lomené pruty: Staticky určité a neurčité. Výpočet silových účinků, napětí, dimenzování a výpočet deformace.
4. Uzavřené rovinné rámy: Obecný a symetrický rám, vliv příčky. Skořepiny: Základní pojmy, podmínky membránového stavu. Napjatost tenkostěnné rotační skořepiny.
5. Rotující kotouče: Teorie rotujících kotoučů - kotouč stálé a proměnné tloušťky. Určení napjatosti a deformace.
6. Silnostěnné válcové nádoby: Určení napjatosti a deformace. Nalisování kroužku na hřídel.
7. Kruhové desky: Odvození základní rovnice kruhových desek. Výpočet deformace desek. Výpočet napětí.
8. Stabilita konstrukcí: Kritická síla, rozbor Eulerovy teorie, dimenzování na vzpěr v pružné a nepružné oblasti.
9. Membránová analogie 1: Funkce napětí, průhyb membrány, kroutící moment, Stokesova věta.
10. Membránová analogie 2: Štíhlý obdélník na krut, kvadratický moment v krutu, volné kroucení tenkostěnných otevřených a uzavřených profilů.
11. Základy lomové mechaniky: Lineární lomová mechanika- Griffithova koncepce, Irvin-Orowanova koncepce křehkého porušení. Součinitel intenzity napětí, lomová houževnatost.
12. Únava materiálu: Únavový lom, cyklické namáhání, Wöhlerova křivka. Vysokocyklová únava, mez únavy (součinitel vrubu, vliv velikosti a jakosti povrchu, možnosti zvyšování meze únavy). Mez únavy skutečné součásti.
13. Rezerva


Harmonogram cvičení
1. Podmínky udělení zápočtu. Opakování látky z PP I.
2. Prostorová napjatost.
3. Teoretické podklady k laboratornímu měření.
4. Laboratorní měření.
5. Rovinné křivé a lomené pruty.
6. Uzavřené rámy. Rotační tenkostěnné skořepiny
7. Rotující kotouče. Zadání semestrální práce.
8. Silnostěnné válcové nádoby.
9. Nalisování kroužku na hřídel, uvolňovací otáčky. Vzpěr v pružné a nepružné oblasti.
10. Kruhové desky
11. Volné kroucení otevřených profilů
12. Volné kroucení uzavřených profilů
13. Únava materiálu. Udělení zápočtu.

Odborné dovednosti po absolvování předmětu

• řešit analyticky napětí a deformaci křivého nebo lomeného prutu a uzavřeného rámu

Požadavky na studenta

Požadavky k zápočtu:
Zpracování laboratorního měření a jeho obhájení. Vypracování a obhájení semestrální práce na odpovídající úrovni.

Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost její aplikace na řešení konkrétních úloh.

Doporučená literatura

• Hájek, Emanuel; Reif, Pavel; Valenta, František: Pružnost a pevnost I , Praha : SNTL, 1988
• Michalec, Jiří: Pružnost a pevnost II , Praha : Vydavatelství ČVUT, 2001
• Kolektiv: Pružnost a pevnost II , Praha : Vydavatelství ČVUT, 1980
• Gdoutos, E. E.: Fracture mechanics : an introduction , Dordrecht : Kluwer, 1993
• Jenkins, C. H.; Khanna, Sanjeev K.: Mechanics of materials : a modern integration of mechanics and materials in structural design , Amsterdam : Elsevier Academic Press, 2005
• Hearn, E. J.: Mechanics of materials 1 : an introduction to the mechanics of elastic and plastic deformation of solids and structural materials , Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997
• Hearn, E. J.: Mechanics of Materials 2: The Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Materials. Third Edition. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 978-0750632669 ,
• Němec, Jaroslav; Dvořák, Jan; Höschl, Cyril: Pružnost a pevnost ve strojírenství , Praha : SNTL, 1989
• Kuba, František: Teorie pružnosti a vybrané aplikace , Praha : SNTL, 1982
• Plánička, František: Základy lomové mechaniky při statickém zatížení , Plzeň : ZČU, 1991

Ke stažení

• Zadání Soubor se zadáním semestrálních prací (PDF)
• Zadání Vzorová první část písemné práce
• https://euler.fav.zcu.cz/kmet/pp2/ Podpůrné materiály pro studium
• Řešení vzorové semestrální práce
• Měření I (Staticky určitý nosník)
• Měření II (Tenkostěnná válcová nádoba)

Více informací o předmětu (portál ZČU)