Mechanika kompozitních materiálů 2 - KME/MKM2
Garant
Přednášející
Cvičící
Rozvrhové akce
| Přednáška | UN 429 | ZS | Čtvrtek 4-5 (10:15-11:55) | |
| Cvičení | UC 122 | ZS | Středa 5-6 (11:10-12:50) |
Cíle předmětu
Předmět se zabývá mechanickými vlastnostmi kompozitních materiálů a chováním kompozitních komponent. Jsou zde uvedeny laminátové desky s uvažováním příčné smykové tuhosti, sendvičové desky, pruty a nosníky. Pozornost je věnována využití metody konečných prvků pro výpočet kompozitních součástí a konstrukcí. Je zde ukázána změna mechanických vlastností kompozitních materiálů vlivem cyklického namáhání. Zvláštní pozornost je věnována adaptivním laminátům s piezoelektrickými senzory a aktuátory a monitorování laminátových konstrukcí.Přehled látky
1. Laminátová deska s uvažováním příčné smykové tuhosti. Sendvičové desky.(Výpočet deformace střední roviny a křivosti zatížené tenké laminátové desky.)
2. Pruty a nosníky. Konstitutivní vztahy.
(Výpočet deformace střední roviny a křivosti laminátové desky s uvažováním příčných smyků a sendvičové desky.)
3. Úvod do metody konečných prvků (MKP) a její využití v mechanice kompozitních materiálů.
(Výpočet průhybu laminátového nosníku s uvažováním příčných smyků a sendvičové desky.)
4. Řešení laminátové desky pomocí MKP.
(Parametrické modelování kompozitů v komerčním MKP softwaru.)
5. Moderní kritéria porušení (direct mode) ? Puckovo kritérium, kritérium LaRC .
(Numerický výpočet laminátové desky.)
6. Matematické modely nelineárního chování kompozitních materiálů.
(Pevnostní analýza laminátové desky podle různých kritérií.)
7. Modelování kompozitů s textilní výztuží.
(Stanovení materiálových parametrů nelineárních modelů pro jednosměrové kompozity.)
8. Změna mechanických vlastností kompozitů vlivem cyklického namáhání.
(Stanovení materiálových parametrů kompozitů s textilní výztuží.)
9. Spojení laminát-kov.
(Výpočet materiálových parametrů kompozitních materiálů po N zatěžovacích cyklech.)
10. Adaptivní lamináty, piezoelektrické materiály, základní pojmy, rozdělení.
(MKP prvek jednosměrového kompozitu pro rovinnou napjatost ? lineární materiál)
11. Inteligentní konstrukce vyrobené z kompozitních materiálů.
(MKP prvek jednosměrového kompozitu pro rovinnou napjatost ? nelineární materiál)
12. Monitorování stavu konstrukcí vyrobené z kompozitních materiálů.
(Ukázka metodik identifikace místa dopadu a dopadové síly na konstrukci z kompozitního materiálu.)
13. Rezerva.
(Udělení zápočtů.)
Odborné dovednosti po absolvování předmětu
- dovede řešit průhyby a napjatost tlusté desky a sendviče
- dovede řešit napjatost a deformaci laminátového prutu a nosníku
- dovede aplikovat kritéria porušení typu "Direct Mode"
- dovede řešit úlohy s nelineárním chováním kompozitů
Požadavky na studenta
Požadavky na zápočet:Odevzdání semestrální práce.
Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené a procvičované látky a schopnost aplikovat na řešení konkrétních úloh.
Doporučená literatura
- Berthelot, Jean-Marie: Composite materials : mechanical behavior and structural analysis , New York : Springer, 1999
- Berthelot, Jean-Marie: Finite Elements Analysis of Composite Materials , Taylor&Francis Group, Boca Raton, 2008
- Laš, Vladislav: Mechanika kompozitních materiálů , Plzeň : Západočeská univerzita, 2004