Ocelové konstrukce a MKP (FSI-ZOK)

Akademický rok 2020/2021

Garant:	prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.
Garantující pracoviště:	ÚK	všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky:	čeština
Cíle předmětu:
Absolventi budou schopni navrhovat a dimenzovat ocelové konstrukce a celky, vytvářet multifyzikální výpočtové modely, provádět simulace a vyhodnocení stavu napjatosti dílů a sestav se zohledněním různých nelinearit.
Výstupy studia a kompetence:
- Schopnost navrhování konstrukcí namáhaných tahem a tlakem.<br /> - Schopnost prakticky využívat výpočetní metody stavební mechaniky a pevnostně optimalizovat nosné konstrukce. <br /> - Schopnost dimenzování stavařských a strojírenských konstrukcí. <br /> - Schopnost provádět komplexní multifyzikální simulace stavu napjatosti tvarově složitých součástek a sestav v oblasti strojního inženýrství.
Prerekvizity:
Předpokládají se znalosti z oblasti mechaniky, pružnosti a pevnosti, nauky o materiálu.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět spojuje oblasti navrhování ocelových konstrukcí a výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků do jednoho logického rámce. Studenti získají základní informace z teorie navrhování ocelových konstrukcí ve stavebnictví – teorie mezních stavů, dimenzování prvků ocelových konstrukcí, spojování prvků stavebních konstrukcí, navrhování halových konstrukcí. Současně získají pokročilejší znalosti metodě konečných prvků a řešení nelineárních kontaktních úloh, použití nelineárního materiálových modelů, řešení rychlých dějů a modální analýzy a vlastních kmitů. Praktická část je zaměřena na prohloubení znalostí inženýrských analýz v systému Ansys Workbench se zaměřením na ocelové konstrukce a pokročilejší nelineární problémy.
Metody vyučování:
Přednášky, cvičení s počítačovou podporou, samostudium.
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu:<br /> - aktivní účast na přednáškách (max. 10 bodů),<br /> - vyřešení zadaných úloh a prezentace dosažených výsledků (max. 30 bodů),<br /> - minimálně je nutné získat 20 bodů.<br /> Podmínky získání zkoušky:<br /> - praktická část: metodicky správné vyřešení zadané úlohy (max. 40 bodů),<br /> - ústní zkouška (max. 20 bodů).
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Náhrada zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.
Typ (způsob) výuky:
Přednáška	13 × 2 hod.	nepovinná
Cvičení s počítačovou podporou	13 × 2 hod.	povinná
Osnova:
Přednáška	- Úvod, navrhování stavebních konstrukcí, teorie mezních stavů. - Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných tahem a tlakem. - Ocelové konstrukce – navrhování prvků namáhaných ohybem. - Ocelové konstrukce – spojování prvků ocelových konstrukcí. - Ocelové konstrukce – navrhování halových systémů. - Výkresové zásady ocelových konstrukcí. - MKP - zopakování teoretických základů. - MKP - řešení nelineárních kontaktních úloh. - MKP - řešení úloh s nelineárním modelem materiálu. - MKP - řešení rychlých dějů pomocí explicitního řešiče. - MKP - řešení úloh se zjednodušujícími okrajovými podmínkami .(předepjaté šroubové spoje, ložiska, atd-). - MKP - řešení úloh modální analýzy a vlastních kmitů. - MKP - řešení optimalizačních úloh.

Cvičení s počítačovou podporou	- Návrh prvků ocelové konstrukce, stanovení zatížení. - Návrh prvků ocelové konstrukce, tah a tlak, stabilita. - Návrh prvků ocelové konstrukce, ohyb a smyk. - Návrh prvků ocelové konstrukce, šroubové a svařované spoje. - Ocelové konstrukce – parametrický model pro MKP. - Ocelové konstrukce – výkresové zásady. - Ansys Workbench – Řešení nelineárních kontaktních úloh. - Ansys Workbench – Řešení úloh s nelineárním modelem materiálu. - Ansys Workbench – Řešení rychlých dějů pomocí explicitního řešiče. - Ansys Workbench – Řešení úloh se zjednodušujícími okrajovými.podmínkami (předepjaté šroubové spoje, ložiska, ...). - Ansys Workbench – Řešení úloh modální analýzy a vlastních kmitů. - Ansys Workbench – Řešení optimalizačních úloh.

Literatura - základní:
1. Černý, M.: Korozní vlastnosti kovových konstrukčních materiálů. SNTL Praha, I. vydání 1984
2. Číhal, V.: Mezikrystalická koroze ocelí a slitin. SNTL Praha, 1994
3. Studnička, J.: Ocelové konstrukce. [skripta]. ČVUT, 2006
4. Macháček, J., Studnička, J.: Ocelové konstrukce 2, ČVUT, 2005
5. Studnička, J., Ocelové konstrukce 10. Normy. [skripta]. ČVUT Praha, 2006
6. Studnička, J., Holický, M., Ocelové konstrukce 20. Zatížení staveb podle Eurokódu. [skripta]. ČVUT Praha, 2003
Literatura - doporučená:
1. WALD, F. a kol., Prvky ocelových konstrukcí. Příklady podle Eurokódů: [skripta]. ČVUT Praha, 2003