330-0913/03 – Pravděpodobnostní výpočty v mechanice (PVvM)

Garantující katedraKatedra aplikované mechanikyKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D.Garant verze předmětuprof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FRY72 prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zkouška 25+0
kombinovaná Zkouška 25+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Předmět reaguje na současný světový trend změn přechodu od deterministického pojetí k plně pravděpodobnostnímu pojetí posuzování spolehlivosti a designu strojních součástí, konstrukcí či celých systémů lidské společnosti. Studenti se seznámí s teoretickými a aplikačními přístupy řešení úloh stochastických (pravděpodobnostních, statistických) úloh (zpracování dat, tvorba modelů, numerické modelování, experimenty).

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Projekt

Anotace

Předmět reaguje na současný světový trend změn přechodu od deterministického pojetí k plně pravděpodobnostnímu pojetí designu a posuzování spolehlivosti součástí, konstrukcí a systémů lidské společnosti. Předmět souvisí s teorií spolehlivosti, statistikou a pravděpodobností. Důležitými pojmy jsou také náhodné (stochastické) proměnné a jejich interpretace, identifikace a způsoby generování. Hlavní zaměření je na aplikaci metody SBRA (Simulation-Based Reliability Assessment), tj. aplikace metody Monte Carlo (MC) jako nástroje stanovení plně pravděpodobnostního posudku spolehlivosti (tj. konkrétní aplikace v mechanice a technice, spojení s dalšími numerickými metodami, seznámení s aplikačními programy atp.). V úvodu jsou vysvětleny základní koncepce teorie pravděpodobnosti, statistiky, spolehlivosti, metody MC, metody SBRA a jejích nových rozvojových tendencí "Integrated – fully probabilistic Design" (ID). Mezi ID, kde může být zahrnut přímý vliv ekonomie, ekologie, politiky atp., patří Performance-Based Design (PBD), Life-Cycle Assessment (LCA), Risk Engineering (RE) aj. Získané znalosti jsou potřebné pro úspěšnou vědeckou práci, výzkum, vývoj a inovace ve strojírenství.

Povinná literatura:

FRYDRÝŠEK, K. Pravděpodobnostní výpočty v mechanice 1, skriptum, Katedra pružnosti a pevnosti, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, ISBN 978-80-248-2314-0, Ostrava, 2010, pp.149. FRYDRÝŠEK, K., JANČO, R. Nosníky a rámy na pružném podkladu 2, FS VŠB-TU Ostrava, ISBN 978-80-248-1743-9, Ostrava, 2008, pp.516. TEPLÝ, B., NOVÁK, D. Spolehlivost stavebních konstrukcí, Teorie, numerické metody, navrhování, software, (2. opravené vyd.), ISBN 80-214-2577-6, Brno, CERM, 2004, pp.89. MAREK, P., BROZZETTI, J., GUŠTAR M. Probabilistic Assessment of Structures Using Monte Carlo Simulation Background, Exercises and Software, 2nd edition, ITAM CAS, Prague, 2003, Czech Republic, ISBN 80-386246-08-6, pp.471 (cd attached).

Doporučená literatura:

FRYDRÝŠEK, K. Aplikace pravděpodobnostní metody SBRA ve vědecko-technické praxi, habilitační práce v oboru Aplikovaná mechanika, katedra pružnosti a pevnosti, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, Česká republika, 2009, pp.144. FRYDRÝŠEK, K., VÁCLAVEK, L., LENERT, J., MAREK, P. Závěrečná zpráva projektu FRVŠ 534/2008 F1b (Nový předmět "Pravděpodobnostní výpočty v mechanice" jako inovace výuky na FS VŠB-TU Ostrava), katedra pružnosti a pevnosti, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, 2008. KONEČNÝ, P., MAREK, P., GUŠTAR, M. Druhá dekáda rozvoje metody SBRA (přehled referencí a hlavních aktivit na UTAM AV ČR, v.v.i. a na VŠB-TU Ostrava za období 1997-2006), Ústav teoretické a aplikované mechaniky Akademie věd České republiky, v.v.i., Praha, 2007, ISBN 978-80-86246-30-7, pp.67. VÁCLAVEK, L. Analytické výpočtové modely, teorie druhého řádu a pravděpodobnostní posudek spolehlivosti konstrukcí, habilitační práce, katedra pružnosti a pevnosti, Fakulta strojní, VŠB-TU Ostrava, Ostrava, 2006, pp.137. HALDAR, A., MAHADEVAN, S. Probability, Reliability and Statistical Methods in Engineering Design, John Willey & Sons, Inc, ISBN 0-471-33119-8, New York, USA, 2001.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Ústní zkouška

E-learning

Další požadavky na studenta

Zpracování semestrální práce na zadané téma a její prezentace před zkoušejícím.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Stochastická mechanika, statistika a teorie pravděpodobnosti a spolehlivosti 2. Metoda Monte Carlo – historie, simulační techniky, příklady řešení typických problémů, Generátory náhodných čísel (přirozené, pseudonáhodné), testování kvality generátorů náhodných čísel, aplikace v programu AntHill. 3. Metoda SBRA – pravděpodobnostní rozbor zatížení, geometrie a materiálu konstrukce, pravděpodobnostní posuzování konstrukcí a součástí, teorie spolehlivosti, aplikace v programu AntHill. 4. Metoda SBRA – prutové, nosníkové, rámové, deskové a skořepinové konstrukce, konstrukce na pružném podkladu (průhyby, napětí, vnitřní statické účinky, teplota), aplikace v programu AntHill. 5. Metoda SBRA – základní dynamické úlohy mechaniky (stanovení kritických frekvencí, …), aplikace v programu AntHill. 6. Metoda SBRA – kombinované zatěžování (ohybem + krut + tah/tlak), hřídele, aplikace v programu AntHill. 7. Metoda SBRA – vysokocyklová únava materiálu, lomová mechanika, creep, aplikace v programu AntHill. 8. Metoda SBRA – biomechanika, geomechanika, aplikace v programu AntHill. 9. Metoda SBRA – aplikace v komerčních programech ANSYS a MSC.MARC.MENTAT aj. 10. Další stochastické přístupy

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zkouška Zkouška  
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2027/2028 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2027/2028 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2026/2027 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2026/2027 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2025/2026 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2025/2026 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2024/2025 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2023/2024 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2022/2023 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2021/2022 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika K čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (P0715D270013) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku