Akademický rok 2023/2024 |
Garant: | prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. | |||
Garantující pracoviště: | ÚMTMB | |||
Jazyk výuky: | angličtina | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem předmětu je podat ucelený přehled konstitutivních závislostí různých typů látek, propojit přitom znalosti, získané v různých oborech (mechanika těles, hydromechanika, termodynamika) a současně si prakticky osvojit (v MKP programu ANSYS) některé konstitutivní modely vhodné pro použití u moderních konstrukčních materiálů (např. elastomery, plasty, kompozity s elastomerovou matricí, kovy nad mezí kluzu). | ||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Studenti získají přehled o mechanických vlastnostech a chování látek a možnostech jejich matematického popisu a modelování, především v oblasti velkých deformací a časově závislého chování. Získají teoretické znalosti nutné pro jejich sofistikované využívání v konstrukci strojů a zařízení. V rámci možností používaných programů MKP se také naučí prakticky používat některé ze složitějších konstitutivních modelů (hyperelastické i neelastické, izotropní i anizotropní) v deformačně-napěťové analýze. | ||||
Prerekvizity: | ||||
U studentů se předpokládá znalost základních pojmů pružnosti a pevnosti (napětí, deformace, obecný Hookeův zákon), jakož i některé základní pojmy hydromechaniky (ideální, Newtonská, nenewtonská kapalina) a termodynamiky (stavová rovnice plynů, termodynamická rovnováha). Dále jsou potřebné základy MKP a elementární znalosti práce se systémem ANSYS. | ||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Předmět podává ucelený přehled konstitutivních závislostí a konstitutivních modelů látek a vymezuje tyto pojmy nejen pro konstrukční materiály, ale i pro látky kapalné a plynné. Zabývá se také časovou závislostí deformačně-napěťové odezvy materiálů a popisuje ji pomocí různých viskoelastických modelů. Využívá teorii konečných deformací kontinua pro popis nelineárně elastického i neelastického chování elastomerů a kompozitů s elastomerovou matricí a plastického chování kovů včetně jejich tvárného lomu. Uvádí specifické způsoby zkoušení materiálů potřebné pro identifikaci jejich modelů. Pro každý z uváděných modelů materiálu jsou formulovány základní konstitutivní rovnice, z nichž se pak odvozuje odezva materiálu při zatížení, a to jak analytickými metodami, tak pomocí MKP, včetně praktické aplikace v programu ANSYS. | ||||
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 s využitím softwaru ANSYS. | ||||
Způsob a kritéria hodnocení: | ||||
Pro udělení zápočtu je potřebná aktivní účast na cvičeních a zpracování individuální semestrální práce. Zkouška probíhá formou písemného testu základních znalostí a obhajoby samostatné individuální semestrální práce. | ||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast na cvičení je povinná. Omluvená neúčast se nahrazuje samostatným vypracováním úloh podle pokynů vyučujícího. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 1 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška |
|
|||
Cvičení s počítačovou podporou |
2.-3. MKP simulace zkoušek elastomerů 4.-5. Identifikace konstitutivních modelů elastomerů 6.-7. Modely plasticity 8.-9. Modely anizotropního chování elastomerů 10. Modelování Mullinsova efektu 11.-12. Simulace viskoelastického chování 13. Formulace semestrálního projektu, zápočet |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. Lemaitre J., Chaboche J.-L.: Mechanics of Solid Materials. Cambridge University Press, 1994. | ||||
2. Holzapfel G.A.: Nonlinear Solid Mechanics. Wiley, 2001. | ||||
3. Články v odborných časopisech | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. Němec I. a kol. Nelineární mechanika. VUTIUM, Brno, 2018 |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-IMB-P | prezenční studium | IME Inženýrská mechanika | -- | zá,zk | 6 | Povinný | 2 | 2 | Z |
N-ENG-Z | příjezd na krátkodobý studijní pobyt | --- bez specializace | -- | zá,zk | 6 | Doporučený kurs | 2 | 1 | Z |
Vysoké učení technické v Brně
Fakulta strojního inženýrství
Technická 2896/2,
616 69 Brno
IČ 00216305
DIČ CZ00216305
+420 541 141 111
+420 726 811 111 – GSM O2
+420 604 071 111 – GSM T-mobile