330-0913/04 – Pravděpodobnostní výpočty v mechanice (PVvM)
Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 10 |
Garant předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. |
Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | doktorské |
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:
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.
Další studijní materiály
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.