English

Katalog předmětů

Identifikace

KódCD054
NázevLomová mechanika
Course nameFracture Mechanics

Zařazení

Zařazení ve studijních programech

Rozsah výuky

Přednášky2 [hodiny/týden], nepovinná
Cvičení1 [hodiny/týden], povinná

Zabezpečení výuky

ÚstavÚstav stavební mechaniky
GarantZbyněk Keršner

Obsahové informace

Student zvládne základní znalosti z problematiky mechaniky materiálu, mechaniky poškození a lineární i nelineární lomové mechaniky. Seznámí se s lomovými parametry materiálu, jako jsou lomová houževnatost, lomová energie či charakteristická délka, jakož i s metodami jejich určování. Získá také představu o důležitosti rozměrového efektu. Naučí se využívat prostředky k modelování porušování betonových konstrukcí pomocí metody konečných prvků. Bude se orientovat v problematice lokalizace přetvoření, modelu pásu trhlin a nelokální mechanice kontinua.
Lineární pružná lomová mechanika, lomové parametry materiálů – lomová houževnatost, lomová energie, charakteristická délka –, metody určování lomových parametrů, funkce geometrie, dvouparametrová lomová mechanika, T-napětí, faktor biaxiality, nelineární lomové chování, aproximativní nelineární modely, rezistenční křivky a plochy, procesy zhouževnatění, křehkost, fraktalita trhlin a lomových povrchů, rozměrový efekt, modelování porušování betonových konstrukcí MKP, konstitutivní vztahy pro kvazikřehké materiály, lokalizace přetvoření, omezovače lokalizace, model pásu trhlin, nelokální mechanika kontinua, model fiktivní trhliny, software ATENA, aplikace – modelování experimentů / konstrukcí.

Harmonogram přednášky

  • 1. Úvod do mechaniky materiálu, mechaniky poškození a lomové mechaniky. Lineární pružná lomová mechanika – energetický/napěťový přístup.
  • 2. Lomové parametry materiálu, lomová houževnatost, lomová energie, charakteristická délka. Metody určování lomových parametrů, funkce geometrie.
  • 3. Dvouparametrová lineární pružná lomová mechanika. Nelineární lomové chování, aproximativní nelineární modely, rezistenční křivky a plochy.
  • 4. Kvantifikace procesů zhouževnatění. Určování čísla křehkosti. Teorie změny měřítka, rozměrový efekt.
  • 5. Fraktalita trhlin a lomových povrchů.
  • 6. Modelování porušování betonových konstrukcí metodou konečných prvků. Konstitutivní vztahy pro beton a jiné kvazikřehké materiály.
  • 7. Problematika lokalizace přetvoření, falešná citlivost na síť, omezovače lokalizace. Model pásu trhlin, nelokální mechanika kontinua. Model fiktivní trhliny. Modely fixovaných a rotujících trhlin.
  • 8. Software, aplikace – modelování experimentů a konstrukcí.

Harmonogram cvičení

  • 1. Úvod do lomové mechaniky, zdroje informací. Teoretická příprava lomového experimentu.
  • 2. Experiment – tříbodový ohyb trámce s centrálním zářezem.
  • 3. Vyhodnocení zkoušky – určení efektivní lomové houževnatosti, výpočet kritického otevření trhliny, určení lomové energie.
  • 4. Experiment – štípání klínem tělesa se zářezem.
  • 5. Vyhodnocení experimentu štípání klínem – určení lomové houževnatosti, výpočet kritického otevření trhliny, určení lomové energie.
  • 6. Rezistenční křivky vybraných lomových parametrů. Kvantifikace procesů zhouževnatění. Určování čísla křehkosti.
  • 7. Příprava dat pro numerickou simulaci. Práce se software, simulace provedeného experimentu.
  • 8. Užití získaných parametrů při modelování chování konstrukce. Zápočet.
Stavební mechanika, pojmy napětí a deformace, modelování, metoda konečných prvků.

Doporučená literatura ke studiu předmětu

KARIHALOO, Bushan L.: Fracture Mechanics and Structural Concrete , Longman Pub Group, 1995