|
Lecturer(s)
|
-
Rohan Luboš, prof. Ing. CSc.
-
Peleška Karel, Ing. Ph.D.
-
Kubáč Tomáš, Ing. Ph.D.
|
|
Course content
|
Lectures: 1. Three-dimensional state of stress: principal planes, principal stresses, generalized Hooke's Law. 2. Fundamentals of mathematical theory of elasticity: Derivation of differential equations of equilibrium. Geometrical relations. Physical relations. Boundary conditions. 3. Slender curved and cranked beams: statically determinate and indeterminate. Analysis of forces, stresses, dimensions finding and deflection calculation. 4. Closed planar frames: general and symmetrical frame, influence of cross-piece. Shells: basic terms, membrane conditions. State of stress of thin-walled rotational shell. 5. Spinning disks: theory of spinning disks - disk of constant and variable thickness. Stress and strain analysis. 6. Thick-walled cylindrical vessels: Stress and strain analysis. Ring to shaft press-fitting. 7. Circular plates: Derivation of the basic equation of circular plates. Calculation of plate deformation and stresses. 8. Structural stability: critical force, analysis of Euler's theory, elastic and inelastic buckling analysis. 9. Membrane analogy 1: Stress function, torque, Stokes theorem. 10. Membrane analogy 2: Slim rectangle of torsion, quadratic torsion moment, loose twist of thin-walled open and closed profiles. 11. Fundamentals of fracture mechanics: linear fracture mechanics, Griffith concept, Irvin-Orowan concept of brittle fracture. Stress intensity factor, fracture toughness. 12. Material fatigue: fatigue fracture, cyclic loading, Wöhler's diagram. High-cycle fatigue, fatigue strength (fatigue notch factor, influence of size and surface quality, possibilities of increasing fatigue strength). Fatigue strength of real component. 13. Reserve. Exercises: 1. Conditions for credit awarding. Review of subject matter from PP1. 2. Three-dimensional state of stress. 3. Theoretical basis for laboratory measurement. 4. Laboratory measurement. 5. Planar curved and cranked beams. 6. Closed frames. Rotational thin-walled shells. 7. Spinning disks. Semester work. 8. Thick-walled cylindrical vessels. 9. Ring to shaft press-fitting, releasing revolutions. 10. Circular plates. 11. Free twisting of open profiles. 12. Free twist of closed profiles. 13. Material fatigue. Credit awarding.
|
|
Learning activities and teaching methods
|
Lecture
- Preparation for an examination (30-60)
- 50 hours per semester
- Contact hours
- 65 hours per semester
- Graduate study programme term essay (40-50)
- 30 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| mít znalosti z oblasti diferenciálního a integrálního počtu |
| mít znalosti z oblasti matematické analýzy |
| mít znalosti z oblasti lineární algebry |
| mít znalosti z oblasti lineární pružnosti |
| mít znalosti o řešení napjatosti a deformace jednoduchých součástí namáhaných tahem , ohybem, krutem a jejich kombinacemi |
| Skills |
|---|
| umět vypočítat základní typy integrálů |
| umět řešit diferenciální rovnice 1. řádu metodou separace proměnných |
| umět řešit soustavu lineárních algebraických rovnic |
| umět řešit úlohy lineární pružnosti |
| umět řešit úlohy napjatosti a deformace jednoduchých součástí namáhaných tahem , ohybem, krutem a jejich kombinacemi |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| sestavit matice tuhosti vybraných prvků pro řešení úloh pomocí metody |
| sestavit rovnice pro řešení úloh stability |
| sestavit na základě okrajových podmínek rovnice rovnováhy rotujících kotoučů, silnostěnných válcových nádob |
| popsat a klasifikovat chování pružného tělesa |
| Skills |
|---|
| řešit analyticky napětí a deformaci křivého nebo lomeného prutu a uzavřeného rámu |
| řešit analyticky stav napjatosti a deformace silnostěnných válcových nádob a rotujících kotoučů |
| řešit numericky s využitím software rovinné úlohy pružnosti a pevnosti |
| řešit analyticky úlohy stability prutů |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Lecture |
| Skills |
|---|
| Practicum |
| Laboratory work |
| Competences |
|---|
| Individual study |
| Textual studies |
| assessment methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Combined exam |
| Skills |
|---|
| Combined exam |
| Competences |
|---|
| Seminar work |
|
Recommended literature
|
-
Dietmar Gross, Werner Hauger, Jörg Schröder, Wolfgang A. Wall, Javier Bonet. Engineering Mechanics 2. Springer-Verlag GmbH Germany, 2018. ISBN 978-3-662-56271-0.
-
Gdoutos, E. E. Fracture mechanics : an introduction. Dordrecht : Kluwer, 1993. ISBN 0-7923-1932-X.
-
Hájek, Emanuel; Reif, Pavel; Valenta, František. Pružnost a pevnost I. Praha : SNTL, 1988.
-
Hearn, E. J. Mechanics of materials 1 : an introduction to the mechanics of elastic and plastic deformation of solids and structural materials. 3rd ed. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 978-0-08-052399-6.
-
Hearn, E. J. Mechanics of Materials 2: The Mechanics of Elastic and Plastic Deformation of Solids and Structural Materials. Third Edition. Oxford : Butterworth-Heinemann, 1997. ISBN 978-0750632669.
-
Jenkins, C. H.; Khanna, Sanjeev K. Mechanics of materials : a modern integration of mechanics and materials in structural design. Amsterdam : Elsevier Academic Press, 2005. ISBN 0-12-383852-5.
-
Kolektiv. Pružnost a pevnost II. Praha : Vydavatelství ČVUT, 1980.
-
Kuba, František. Teorie pružnosti a vybrané aplikace. 2. vyd. Praha : SNTL, 1982.
-
Michalec, Jiří. Pružnost a pevnost II. Vyd. 2. Praha : Vydavatelství ČVUT, 2001. ISBN 80-01-02375-3.
-
Plánička, František. Základy lomové mechaniky při statickém zatížení. 1. vyd. Plzeň : ZČU, 1991.
|