Předmět Úvod do modelování v mechanice (KME / UMM)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KME / UMM - Úvod do modelování v mechanice, Fakulta aplikovaných věd, Západočeská univerzita v Plzni (ZČU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1. Úvodní přednáška. Rozdělení mechaniky, základní pojmy a veličiny. Historie mechaniky. Význam a motivační příklady využití mechaniky v praxi.2. Dynamika nerotujících systémů. Význam dynamiky. Nekmitavý a kmitavý pohyb. Postupy počítačového modelování v dynamice. Elementární příklady modelování v dynamice. Kmitání silově a kinematicky buzených systémů s jedním a více stupni volnosti. Reálné aplikace dynamiky v jaderném inženýrství a na kolejová vozidla.3. Dynamika rotujících systémů. Základní výpočtový model vázaného hmotného bodu v rotujícím souřadnicovém systému. Základní výpočtový model Lavalova rotoru v pevném souřadnicovém systému. Amplitudová charakteristika a kritické otáčky. Ukázka reálných aplikací v energetickém a automobilovém průmyslu.4. Dynamika vázaných mechanických systémů. Vázané mechanické systémy (VMS). Charakteristiky tuhých těles. Kinematické vazby. Kinematický popis a pohybové rovnice VMS. Programové prostředky pro řešení úloh VMS. Ukázky reálných aplikací.5. Pružnost a pevnost. Základní pojmy pevnosti. Návrhy konstrukcí z hlediska pevnosti a tuhosti pro základní typy namáhání - tah, krut, ohyb. Numerické řešení úloh pružnosti a jeho využití v praxi.6. Mechanika kompozitních materiálů. Význam a struktura. Klasifikace kompozitních materiálů a jejich výroba. Jednosměrové kompozity a jejich mechanické vlastnosti.7. Mechanika kompozitních materiálů. Mechanizmy porušení kompozitních materiálů. Pevnostní podmínky. Klasická laminátová teorie. Aplikace piezoelektrických materiálů v laminátech.8. Experimentální mechanika. Experimentální pružnost. Metody měření. Elektrická odporová tenzometrie. Experimentální dynamika. Dynamické namáhání. Snímače. Měření vibrací a hluku. Vyvažování.9. Biomechanika. Význam a historie biomechaniky. Klasifikace a řešení biomechanických problémů. Úloha interakce. Ukázka aplikací na močový trakt, cévy, fixace zlomenin, náhrady. Simulace chůze.10. Proudění nestlačitelných vazkých kapalin. Analytické řešení tlakového a rychlostního pole ustáleného laminárního proudění nestlačitelné kapaliny mezi dvěma rovnoběžnými deskami a ve válcové trubici. Smykové napětí na stěně. Aplikace na proudění krve v bypassu. Proudění stlačitelných tekutin. Numerické řešení modelové skalární lineární hyperbolické PDR v 1D. Aplikace ve vnitřní aerodynamice.11. Biomechanické modely člověka. Modely na bázi tuhých těles (1D, 2D, 3D). Validace. Aktivní model. Deformovatelné modely a jejich konstrukce. Škálování virtuálních modelů. Ukázky aplikací.12. Od mechaniky mikrostruktur k fyzice makroskopických objektů. Popis struktur a procesů na různých velikostních škálách. Mechanika mikroskopických objektů a makroskopický svět. Zákon zachování energie. Ukázka aplikace na fyziku krystalické mřížky a zjednodušenou mechanika živé buňky.13. Závěrečná shrnující přednáška. Shrnutí a důležité závěry z předchozích přednášek. Kombinace různých oborů mechaniky. Validace, identifikace a optimalizace.

Získané způsobilosti

Studenti- klasifikují základní úlohy mechaniky,- vymezí metody řešení problémů ze statiky, pružnosti, kinematiky a dynamiky,- identifikují typické úlohy ve strojírenství,- vysvětlí příčinu zvýšeného kmitání jednoduchého mechanického systému,- vysvětlí základní parametry v úlohách jednoosé napjatosti,- vymezí experimentální metody pro měření napjatosti a vibrací,- uvedou do souvislosti různé druhy mechanické energie,- klasifikují obecné problémy biomechaniky a vyjmenují různé modely lidského těla,- vysvětlí základní pojmy mechaniky tekutin a popíšou různé druhy proudění.

Literatura

Laš, Vladislav; Hlaváč, Zdeněk,; Vacek, Vlastimil. Technická mechanika v příkladech. 4. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2005. ISBN 80-7043-409-0.NELSON, E.W. -BEST, C.L. -MC LEAN, W.G. Engineering Mechanics. Mc Graw - Hill, 1997. Zeman, Vladimír; Laš, Vladislav. Technická mechanika. 2. přeprac. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2001. ISBN 80-7082-789-0.

Požadavky

Samostatná práce při přednášce a zápočtová písemná práce, kde student prokáže přehledovou znalost probírané látky.

Garant

Ing. Michal Hajžman, Ph.D.

Vyučující

Ing. Michal Hajžman, Ph.D.