Akademický rok 2023/2024 |
Garant: | prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. | |||
Garantující pracoviště: | ÚMTMB | |||
Jazyk výuky: | čeština | |||
Cíle předmětu: | ||||
Cílem předmětu je získání ucelené představy o možnostech výpočtového a experimentálního řešení jednotlivých tříd tenkostěnných problémů. |
||||
Výstupy studia a kompetence: | ||||
Absolvent kursu je schopen správně zařadit jednotlivé praktické úlohy do celkového kontextu problematiky tenkostěnných těles. Rozliší podstatné a nepodstatné vstupní parametry z hlediska charakteru odezvy konstrukce a možných mezních stavů jako jsou velké deformace, ztráta stability nebo únosnosti konstrukce. Vybere efektivní postup řešení dané úlohy. |
||||
Prerekvizity: | ||||
Matematika: lineární algebra, maticový počet, funkce jedné a více proměnných, diferenciální a integrální počet, diferenciální rovnice obyčejné i parciální. Ostatní: základy teorie pružnosti, dynamiky, teorie a praktická znalost MKP včetně řešení nelinearit. |
||||
Obsah předmětu (anotace): | ||||
Problematika výpočtů tenkostěnných konstrukcí má svoje specifika, která nelze z časových důvodů v plné šíři postihnout v základním kurzu předmětu Pružnost a pevnost II. Předmět Tenkostěnné konstrukce tato specifika podrobněji rozvádí pro jednotlivé typy konstrukcí - stěny, desky, membránové i momentové skořepiny, tenkostěnné profily. Formulují se základní rovnice pružnosti pro jednotlivé třídy problémů, diskutují se možnosti jejich analytického řešení a v rámci cvičení se provádí numerické řešení pomocí MKP. Pozornost je věnována i stabilitě a kmitání tenkostěnných konstrukcí. V této oblasti se posluchači seznámí kromě numerického přístupu k řešení úlohy vlastního kmitání desek a skořepin i s experimentální modální analýzou, která je součástí praktického cvičení v rámci předmětu. |
||||
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: | ||||
Požadavky pro zápočet: - aktivní účast ve cvičeních - samostatné zpracování a prezentace semestrálního projektu Klasifikace předmětu je dána výsledkem zkoušky, která má podobu písemného testu. |
||||
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky: | ||||
Účast na cvičení je povinná. Jednorázovou neúčast je možno nahradit zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího. | ||||
Typ (způsob) výuky: | ||||
Přednáška | 13 × 2 hod. | nepovinná | ||
Cvičení s počítačovou podporou | 13 × 1 hod. | povinná | ||
Osnova: | ||||
Přednáška | 1.Úvod, rozdělení tenkostěnných konstrukcí, vnitřní síly, vliv smyku 2.Stěny - základní rovnice, Airyho funkce napětí, numerické řešení 3.Desky v pravoúhlých souřadnicích, možnosti analytického řešení 4.Desky v polárních souřadnicích 5.Kmitání desek 6.Rotačně symetrické membránové skořepiny 7.Rotačně symetrické skořepiny, ohybová teorie, lokální efekty v přechodu dna a stěny válcové nádoby 8.Základní principy normativního posuzování kotlů, tlakových nádob a potrubí 9.Kmitání rotačně symetrických skořepin 10.Tenkostěnné nosníky - vázaný ohyb a krut, střed smyku, deplanace 11.Stabilita a únosnost - úvod, stabilita prutů a prutových soustav 12.Stabilita stěn, desek a válcových skořepin 13.Numerické řešení stabilitních problémů - lineární a nelin. stabilita |
|||
Cvičení s počítačovou podporou | 1.Přehled tenkostěnných konečných prvků, možnosti, omezení 2.Ukázka analytického řešení stěny a srovnání s MKP 3.Řešení pravoúhlé desky nekonečnými řadami 4.Numerické řešení desek pomocí MKP 5.Konzultace k řešení semestrálního projektu 6.Modální analýza obdélníkové desky pomocí MKP 7.Experimentální modální analýza obdél. desky, vliv vazeb na vl.frekvence, srovnání s MKP 8.Modální analýza rot. symetrické skořepiny pomocí MKP 9.Experimentální modální analýza rot. symetrické skořepiny, srovnání s MKP 10.Konzultace k řešení semestrálního projektu 11.Vliv smykových napětí na deformaci a napjatost tenkostěnného nosníku 12.Numerické řešení stability válcové skořepiny 13.Prezentace semestrálních projektů |
|||
Literatura - základní: | ||||
1. J.F.Doyle: Nonlinear Analysis of Thin-Walled Structures, Springer, 2001 | ||||
2. S.Timoshenko, J.M.Gere: Theory of Elastic Stability, Dover Publications, 2009 | ||||
3. A.C.Urgual: Plates and Shells Theory and Analysis, CRC Press, 2018 | ||||
Literatura - doporučená: | ||||
1. Hodnocení pevnosti zařízení a potrubí jaderných elektráren typu VVER, Normativně technická dokumentace A.S.I., Praha-Brno, 2001 | ||||
2. V.Křupka, P.Schneider: Skořepiny tlakových nádob a nádrží, VUT v Brně, 1986 (skriptum) | ||||
3. P.Puchmajer: Stabilita pružných soustav, ČVUT Praha, 1989 (skriptum) |
Zařazení předmětu ve studijních programech: | |||||||||
Program | Forma | Obor | Spec. | Typ ukončení | Kredity | Povinnost | St. | Roč. | Semestr |
N-IMB-P | prezenční studium | BIO Biomechanika | -- | zá,zk | 5 | Povinně volitelný | 2 | 2 | Z |
N-IMB-P | prezenční studium | IME Inženýrská mechanika | -- | zá,zk | 5 | Povinný | 2 | 2 | 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