Pružnost a pevnost II (FSI-5PP)

Akademický rok 2022/2023

Garant:	prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚMTMB	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu Pružnost a pevnost II je rozšíření znalostí o možnostech posuzování bezpečnosti technických zařízení. Absolvent by měl zvládnout analytická řešení deformací a napětí u různých modelových těles. Také jsou rozšiřovány znalosti o podmínkách mezních stavů, především v podmínkách cyklického 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 obor M-ADI, M-ENI, M-FLI, M-IMB, M-MET či M-VSR.
Výstupy studia a kompetence:
Posluchač zvládne kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a je schopen zvolit v daných podmínkách vhodnou metodiku řešení problému cestou odpovídajícího analytického řešení, přípravy vstupních údajů numerického výpočtu nebo návrhu experimentální metody. Je schopen rozlišit a posoudit základní mezní stavy konstrukcí.
Prerekvizity:
Z matematiky jsou nutné znalosti z oblasti lineární algebry, maticového počtu, funkce jedné a více proměnných, diferenciálního a integrálního počtu a diferenciálních rovnic obyčejných i parciálních. Dále je vyžadována znalost práce se softwarem Maple. Z mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb) a PPI (tenzory napětí a přetvoření, teorie pružnosti prutů, podmínky mezních stavů pro tvárný a křehký materiál).
Obsah předmětu (anotace):
Základy lineární elastické lomové mechaniky, posuzování tělesa s trhlinou. Únava materiálu - hlavní koncepce výpočtového hodnocení únavy. Obecná pružnost - napětí, přetvoření a posuvy elementárního prvku kontinua v obecné prostorové úloze pružnosti. Systém rovnic obecné pružnosti, obecný Hookův zákon. Možnosti analytického řešení rovnic pružnosti na elementárních typech těles: válcové těleso, rotující kruhová a mezikruhová stěna a válcové těleso, kruhová a mezikruhová deska, rotačně symetrická bezmomentová skořepina, válcová momentová skořepina.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky k udělení zápočtu: Docházka, aktivní účast na cvičeních a odevzdání zadaných příkladů, včetně jejich prezentace. Zkouška: Zkouška je rozdělena na dvě části. Náplní první povinné části je průřezový písemný test, ze kterého je možno získat maximálně 80 bodů. Náplní druhé části, která je dobrovolná, je ústní přezkoušení, ze kterého je možné získat od -20 do +20 bodů. Konkrétní podobu zkoušky, typy příkladů, otázek a další podrobnosti sdělí přednášející osobně a na e-learningu v průběhu semestru.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. Vedoucí cvičení provádějí průběžnou kontrolu přítomnosti studentů, jejich aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	13 × 3 hod.	nepovinná
Konzultace	13 × 2 hod.	nepovinná
Cvičení	7 × 2 hod.	povinná
Cvičení s počítačovou podporou	6 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Přednáška	Obecná pružnost - základní veličiny a systém vztahů mezi nimi a zobecněný Hookův zákon 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 Mezní stav křehkého lomu Složená tělesa Shrnutí + zkouška

Konzultace	Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření 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 – koncepce nominálních napětí Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí Mezní stav křehkého lomu Prezentace příkladů Prezentace příkladů

Cvičení	Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření 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 – koncepce nominálních napětí Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí Mezní stav křehkého lomu Prezentace příkladů Prezentace příkladů

Cvičení s počítačovou podporou	Stavy napjatostí a přetvoření a zobecněný Hookův zákon Hookův zákon při vyhodnocení tenzometrických měření 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 – koncepce nominálních napětí Mezní stav únavové pevnosti prutových těles – koncepce nominálních napětí Mezní stav křehkého lomu Prezentace příkladů Prezentace příkladů

Literatura - základní:
1. DOWLING, N. E. Mechanical behavior of materials: Engineering methods for deformation, fracture, and fatigue. 3rd Ed. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2007. ISBN 0-13-186312-6.
2. UGURAL, A. C. Plates and Shells: Theory and Analysis. 4th Ed. Boca Raton: CRC Press, 2018. ISBN 978-1-138-03245-3.
3. BUDYNAS, R. G. a NISBETT, J. K. Shigleyho konstruování strojních součástí. Brno: Vysoké učení technické v Brně – Nakladatelství VUTIUM, 2023. ISBN 978-80-214-5471-2.
4. ONDRÁČEK, E.; VRBKA, J.; JANÍČEK, P. a BURŠA, J. Mechanika těles: Pružnost a pevnost II. 4. přeprac. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2006. ISBN 80-214-3260-8.
5. JANÍČEK, P. a PETRUŠKA, J. Pružnost a pevnost II: Úlohy do cvičení. 3. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2007. ISBN 978-80-214-3441-7.

Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program	Forma	Obor	Spec.	Typ ukončení	Kredity	Povinnost	St.	Roč.	Semestr
CŽV	prezenční studium	CZV Základy strojního inženýrství	--	zá,zk	5	Povinně volitelný	1	1	Z
B-MET-P	prezenční studium	--- bez specializace	--	zá,zk	5	Povinně volitelný	1	3	Z
B-ZSI-P	prezenční studium	STI Základy strojního inženýrství	--	zá,zk	5	Povinně volitelný	1	3	Z
B-VTE-P	prezenční studium	--- bez specializace	--	zá,zk	5	Povinný	1	3	Z