Mezní stavy a spolehlivost (FSI-RMS)

Akademický rok 1999/2000
Garant: doc. Ing. Miloš Vlk, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty se základními pojmy a charakteristikami v oblasti
mezních stavů a teorie spolehlivosti konstrukcí. Vysvětlit teoretické
základy dvou nejvýznamnějších mezních stavů ocelových konstrukcí -
mezních stavů únavy a křehkého lomu. Ukázat soudobé metodické postupy
při deterministickém a pravděpodobnostním posouzení bezporuchovosti
a životnosti konstrukcí.
Výstupy studia a kompetence:
Samostatně zvládnout jednodušší případy posuzování bezporuchovosti a ži-
votnosti konstrukcí s ohledem na nebezpečí porušení únavovým a křehkým
lomem. Získat představu o současné teoretické a experimentální základně
tohoto vědního oboru. Osvojit si schopnost formulovat zadání pro úzké
specialisty v této oblasti a prakticky interpretovat jejich zjištění.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Mezní stavy - jejich všeobecná klasifikace, mezní stavy v pevnostníchvýpočtech. Základní pojmy teorie spolehlivosti se zdůrazněním charakteristik bezporuchovosti a životnosti. Nejvýznamnější koncepce lineárněelastické a elasto-plastické lomové mechaniky. Únava materiálu a konstrukcí, základní charakteristiky, výpočtové posouzení životnosti přinízkocyklové a vysokocyklové únavě. Hodnocení odolnosti konstrukcíproti křehkému porušení v etapě jejich návrhu. Posouzení zjištěné vadytypu trhliny při jednosměrném a cyklickém namáhání.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky pro udělení zápočtu:
- aktivní účast na cvičeních,
- kvalitní vypracování zadaných úloh,
- v případě omluvené neúčasti ve cvičení vypracování náhradního zadání
Zkouška - kombinovaná (písemná a ústní)
- znalost základních pojmů, důležitých zákonitostí a jejich aplikace,
- diskuse nad písemnou částí zkoušky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  11 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení na počítači  11 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do problematiky. Mezní stavy, vymezení pojmu, klasifikace MS.
2. Spolehlivost mech. soustav, charakteristiky, posuzování.
3. Úvod do lomové mechaniky. Griffithova teorie. K - koncepce.
4. Dynamická lomová mechanika. Koncepce COD a J-integrálu.
5. Metoda dvou kriterií. Dvouparametrová LM. Subkritický růst trhlin.
6. Růst trhlin při cyklickém zatěžování.
7. Posouzení zjištěné vady typu trhliny.
8. Posouzení odolnosti konstrukce proti křehkému lomu v etapě návrhu.
9. Únava - křivky životnosti, vliv koncentrace napětí a deformace.
10. Únavová životnost při jednostupňovém zatěžování.
11. Životnost při náhodném zatěžování. Pravděpodobnostní posuzování.
    Cvičení na počítači 1. Model MKP tělesa s trhlinou, trhlinové prvky.
2. Určování K-faktoru metodou konečných prvků.
3. Porovnání K-faktorů z MKP a z údajů dostupných příruček.
4. Řešení materiálově nelineárních úloh v ANSYSu.
5. Výpočet J-integrálu.
6. Dvouparametrová lomová mechanika, Q-faktor.
7. Výpočet Q-faktoru pro jednoduchá zkušební tělesa.
8. Pole napětí u kořene trhliny při plasticitě malého rozsahu.
9. Ukázky programových systémů pro posuzování bezporuchovosti.
10. Pravděpodobnostní posuzování - metoda Monte Carlo.
11. Rezerva. Zápočet.
Literatura - základní:
1. Bílý, M.: Dependability of Mechanical Systems, , Elsevier 1989
2. Anderson,T.L.: Fracture Mechanics - Fundamentals and Applications, , CRC Press, Boca Raton 1995
3. SAE: Fatigue Design Handbook, Society of Automotive Engineers, 1997
Literatura - doporučená:
1. Vlk, M.: Mezní stavy a spolehlivost, , VUT FS Brno 1991
2. Kunz, J.: Základy lomové mechaniky, , ČVUT Praha 2000
3. Vlk, M.: Dynamická pevnost a životnost, VUT FS Brno 1992
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Aplikovaná mechanika 01 Aplikovaná mechanika-inženýrská mechanika zá,zk 6 Povinný 2 2 Z