Detail předmětu
Tenkostěnné konstrukce
FSI-RTK Ak. rok: 2023/2024 Zimní semestr
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.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
5
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
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.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Požadavky pro zápočet:
– aktivní účast ve cvičeních
– samostatné zpracování a prezentace semestrálního projektu
Klasifikace předmětu je dána výsledkem zkoušky, která má podobu písemného testu.
Účast na cvičení je povinná. Jednorázovou neúčast je možno nahradit zadáním náhradních úloh, delší neúčast se nahrazuje vypracováním náhradních úloh podle pokynů cvičícího.
Učební cíle
Cílem předmětu je získání ucelené představy o možnostech výpočtového a experimentálního
řešení jednotlivých tříd tenkostěnných problémů.
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.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace BIO: Biomechanika, povinně volitelný
Program N-IMB-P: Inženýrská mechanika a biomechanika, magisterský navazující
specializace IME: Inženýrská mechanika, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Vyučující / Lektor
Osnova
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
13 hod., povinná
Vyučující / Lektor
Osnova
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