Předmět Mechanika pokročilých materiálů (KMP / MPM)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KMP / MPM - Mechanika pokročilých materiálů, Fakulta strojní, Technická univerzita v Liberci (TUL).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1) Jednoosá napjatost, rovinná napjatost a rovinné přetvoření. Tříosá napjatost.2) Formulace základního problému teorie pružnosti. Hookeův zákon, rovnice kompatibility, okrajové podmínky. Vliv teploty na napjatost.3) Změna objemu a změna tvaru. Hydrostatická část napjatosti. Deviátory napjatosti a přetvoření. Invarianty napětí. Oktaedrické napětí. Deformační energie. Distorsní a dilatační deformační energie. Doplňková deformační energie. Pod-mínky pevnosti. Ekvivalentní napětí.4) Princip virtuálních prací. Princip minima celkové potenciální energie a doplňkové potenciální energie. Využití principu minima doplňkové potenciální energie k výpočtu deformace jednoduchých konstrukcí s nelinearitami.5) Vztahy mezi napětím a přetvořením pro anizotropní lineárně elastické materiály, zobecněný Hookeův zákon. Matice tuhosti materiálu a její obsazení.6) Základy termodynamiky pevných látek. První a druhý zákon termodynamiky , entropie, disipační nerovnost.7) Bilanční zákony - Bilance hmotnosti, hybnosti, momentu hybnosti, mechanické energie, celkové energie, entropie.8) Konstitutivní vztahy - Axiomy konstitutivní teorie.9) Lineárně visko-elastický materiál - časově závislé chování polymerů a některých biologických materiálů při malých deformacích.10) Hyperelastické materiály - pryž a pěny. Funkce volné energie a konstitutivní vztahy, nejčastější materiálové modely modely , neo-Hooke, Mooney-Rivlin, Ogden. Určování materiálových parametrů z experimentů.11) Ideálně plastický a pružně-plastický materiál. Zatížení a odlehčení, zbytkové přetvoření, opakované zatížení, Bauschingerův jev, závislost na historii zatěžování. Zpevnění. Plastický potenciál. Druckerův postulát stability. Konvexnost mezní plochy.12) Trescova a Misesova podmínka plasticity při víceosé napjatosti. Modely zpevnění. Cyklická plasticita a tečení - shakedown a ratcheting. Přizpůsobení konstrukce.13) Modelování kontinuálního porušení materiálů. Modely únavového porušení. Modelování tření a otěru. Modely pro kríp při vyšších teplotách.14) Modely nekonvenčních a chytrých materiálů, biomateriály, slitiny s tvarovou pamětí, geomateriály. Numerická simulace. Materiálové modely v softwarech konečných prvků a jejich použití ve výpočtech odezvy pomocí MKP.Cvičení:1) Vektory, tenzory a jejich transformace. Tenzory napětí, deformace a tuhosti. Maticový zápis konstitutivních vztahů pro elastický izotropní a anizotropní materiál.2) Teplotní napětí v jednoduchých součástech a konstrukcích - prutové konstrukce a nosníky3) Teplotní napětí v nádobách a deskách. Analytický výpočet a numerická simulace MKP4) Deviátory napjatosti a přetvoření. Invarianty napětí. Oktaedrické napětí. Deformační energie. Distorsní a dilatační deformační energie. Doplňková deformační energie. Podmínky pevnosti. Ekvivalentní napětí.5) Tontiho diagram a aplikace variačních principů v jednoduchých jednorozměrných případech. Funkcionály celkové potenciální energie a doplňkové energie.6) Aplikace variačních principů v nelineárních úlohách. Vícepolové variační principy - Hellinger-Reissner, Hsu-Washizu.7) Aplikace variačních principů na 3-dim problém elastostatiky. Použití variačních principů na viskoelastické těleso a na kompozit.8) Zákony bilance, pohybové rovnice a rovnice rovnováhy pro pevné kontinuum.9) Konstitutivní vztahy pro termoelastické těleso. Fourierův zákon vedení tepla pro izotropní a anizotropní těleso.10) Konstitutivní rovnice pro lineárně viskoelastické těleso. Reologické modely viskoelastických materiálů. Relaxace a kríp.11) Hyperelastické materiály. Experimentální určení parametrů Mooney-Rivlinova modelu pro pryž.12) Výpočet pružně-plastického rozložení napětí v jednoduchých konstrukcích a tělesech - prutové soustavy, nosníky.13) Autofretáž tlustostěnné nádoby - rozložení zbytkových napětí.14) Kriteria porušení v lomové mechanice. Modely kontinuálního porušení.

Literatura

Laš, V. Mechanika kompozitních materiálů, ZČU, Plzeň 2008. Maršík, F. Termodynamika kontinua. Praha: Academia 1999., ISBN 80-200-0758-X. Academia, Praha, 1999. ISBN 80-200-0758-X.Plánička, František; Kuliš, Zdeněk. Základy teorie plasticity, Praha : ČVUT, 2004. Bower, A.F. Applied Mechanics of Solids, http://solidmechanics.org/. Hearn, E. J. Mechanics of materials. 1997. Plešek, J. Mechanika kontinua - přednášky SF ČVUT 2012.

Garant

prof. Ing. Bohdana Marvalová, CSc.

Vyučující

prof. Ing. Bohdana Marvalová, CSc.prof. Ing. Bohdana Marvalová, CSc.