330-0537/02 – Mechanika plastů a kompozitů (MKaP)
| Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2020/2021 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student získá teoretické a praktické znalosti ohledně mechanického chování plastů, hyperelastických a kompozitních materiálů. Bude schopen zhodnotit vliv teploty na vlastnosti plastů, analyzovat experimentální zkoušky v podmínkách konečných deformací a modelovat hyperelastické a viskoelastické materiály v MKP pomocí různých konstitutivních modelů. Ve druhé části předmětu získá student znalosti a schopnosti modelovat dlouhovláknové kompozity a sendvičové nosníky.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
V tomto předmětu budou studenti seznámeni s mechanikou nekovovoých materiálů. Předmět je zaměřen zejména na mechanický popis fenoménů, které u kovových materiálů nenastávají buď vůbec, nebo v minimální míře. Bude tak přednášena mechanika plastů s důrazem na simulování teploty skelného přechodu, dále bude odpřednášeny základy teorie hyperelasticity a viskoelasticity včetně představení několika nejpouživanějších konstitutivních modelů, které se pro popis těchto hyperelastických a viskoelastických materiálů používají. Poslední část přednášek bude věnována mechanice dlouhovláknových kompozitů s důrazem na výpočtové simulování mechanického chování těchto kompozitů.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
[1] Hyperelasticity Primer, Robert M. Hacket. Springer, 2018. Berlin, Germany
[2] Computational Mechanics of Composite Materials Marcin M Kaminski. Springer, Germany, Berlin 2005.
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Klasifikovaný zápočet: test-teoretické otázky, výpočet 4 příkladů.
E-learning
Další požadavky na studenta
K úspěšnému zvládnutí předmětu je nutná znalost učiva pružnosti a pevnosti I a II a matematické teorie pružnosti
Aktivní účast na cvičeních, omluvené jsou 2 absence. Z testu je student omluven pouze ze zdravotních důvodů (doloží potvrzením od lékaře). V takové případě má možnost si napsat test/obhájit projekt v jiném termínu. Opravný test se nepíše.
Nedostavení se na test/obhajobu projektu znamená, že student obdrží z daného 0b.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. plasty-struktura, výroba , využití, mech. vlastnosti-vliv teploty
2. konečné deformace tenzory přetvoření a napětí
3. hyperelastické materiály-struktura, výroba, vlastnosti, využití
4. zkoušení hyperelastických materiálů
5. konstitutivní modely-Neo Hookean, Mooney-Rivlin, Aruda-Boyce
6. viskoelastické chování-Voight, Kelvin model
7. kompozity-struktura-dlouhovláknové, krátkovláknové, využití, výroba
8. kompozity-mezní stavy-pevnosti vláken, matrice a kompozitu, směšovací pravidlo
9. kompozity-mezní stavy-delaminace
10. kompozity-elastické konstanty trans. izotropního materiálu-ELT, muLT, ETT´
11. kompozity-elastické konstanty trans. izotropního materiálu-muTT´, GLT,
12. kompozity-homogenizace (dlouhovláknové, částicové.
13. kompozity-experimentální stanovení el. konstant
14. sendviče-struktura, využití, výroba, modelování, mezní stavy
Cvičení:
1. plasty-nahrazení ocelové součásti plastovou, zadání zápočtového příkladu
2. analýza jednoosé zkoušky, stanovení přetvoření a napětí
3. MKP analýza gumové součásti
4. analýza dvouosé zkoušky, stanovení přetvoření a napětí
5. fitování výsledků zkoušek konst. modely a predikce jiného deformačního módu
6. analýza creepového a relaxačního testu, stanovení konstant visko modelů
7. test1
8. kompozity-výpočet konstanty transverzálně izotropního materiálu-ELT, muLT,ETT´
9. kompozity-výpočet konstant trans. izotropního materiálu-muTT´, GLT,
10. kompozity-homogenizace dlouhovláknové
11. kompozity-výpočet napětí a přetvořenív laminátu
12. kompozity -mkp kontrola mezních stavů
13. sendviče-mkp analýza sendvičového nosníku
14. prezentace a kontrola zápočtového příkladu, zápočet
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky