Detail předmětu

Engineering Mechanics

FSI-UIM-A Ak. rok: 2024/2025 Letní semestr

Studenti se v průběhu předmětu seznámí se základními pojmy a problémy pružnosti pevnosti, jako jsou základní mechanické vlastnosti materiálu, obecné věty lineární pružnosti, jednoduchá namáhání prutu – tah/tlak, krut, ohyb a řešení rovnic pružnosti a pevnosti na elementárních typech těles: tlustostěnné válcové těleso, rotující kotouče a válcová tělesa, kruhová a mezikruhová deska, rotačně symetrická bezmomentová skořepina. Taktéž se seznámí s teoretickými základy metody konečných prvků, s podstatou numerického výpočtového modelování a s fundamentálními praktickými znalostmi, které jsou aplikovány na typických úlohách mechaniky těles.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

7

Garant předmětu

prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav mechaniky těles, mechatroniky a biomechaniky

Vstupní znalosti

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. Z mechaniky těles jsou nezbytné znalosti v rozsahu odpovídajícím kurzu Statika (především sestavování rovnic statické rovnováhy a uvolňování vazeb).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Požadavky pro hodnocení:
- aktivní účast ve cvičeních
- samostatné zpracování a prezentace zadaného semestrálního projektu,
- písemný test základních znalostí.
Vyučující upřesní konkrétní podobu hodnocení v prvním týdnu semestru.


Účast na cvičeních je povinná. Je prováděna průběžná kontrola přítomnosti studentů, včetně kontroly aktivity a základních znalostí. Neomluvená neúčast je důvodem k neudělení zápočtu.

Učební cíle

Cílem předmětu je vybavit studenty metodikou pro určování napjatosti a deformace různých modelových těles a posuzování rizika základních mezních stavů. Studenti se také seznámí se základními principy metody konečných prvků a s její praktickou aplikací při modelování různých problémů mechaniky kontinua.


Student zvládne kategorizaci běžných typů úloh pružnosti a pevnosti a je schopen zvolit v daných podmínkách vhodnou metodiku řešení problému cestou odpovídajícího analytického řešení. Naučí se také požívat metodu konečných prvků k řešení problémů mechaniky kontinua na složitých dvou i trojrozměrných oblastech jako nadstavbu k dosud poznaným řešením analytickým.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program N-ENG-A: Mechanical Engineering, magisterský navazující, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova


  • Základní pojmy – deformace, napětí, napjatost, mezní stavy, bezpečnost.

  • Mechanické vlastnosti materiálu a jejich výpočtové modely. Vlastnosti lineárně pružného tělesa. Vymezení lineární pružnosti.

  • Prut v pružnosti a pevnosti – vymezení, klasifikace.

  • Osově zatížené pruty, kroucené pruty, ohýbané pruty

  • Tlustostěnné válcové těleso, rotující kotouče a válcová tělesa

  • Kruhové a mezikruhové desky

  • Rotačně symetrická membránová skořepina

  • Úvod do metody konečných prvků

  • Teoretické základy metody konečných prvků

  • Prutové prvky: nosníky a příhradové konstrukce

  • Rovinné prvky: rovinná napjatost, rovinná deformace a osová symetrie

  • Tělesové a skořepinové prvky

  • Způsoby vytvoření konečnoprvkové sítě a zadávání okrajových podmínek

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Osnova


  • Seznámení s programem ANSYS Workbench

  • Nosníky, prutové soustavy

  • Rovinné úlohy (rovinná napjatost, rovinná deformace, osová symetrie)

  • Prostorové úlohy (tělesové a skořepinové prvky)

  • Stacionární a nestacionární teplotní úlohy

  • Výpočet vlastních frekvencí a tvarů

  • Dynamické úlohy

  • Samostatná práce na projektech

  • Prezentace projektů