Mechanika kompozitů pro design - KME/DMK

Garant

Přednášející

Cvičící

Rozvrhové akce

Cíle předmětu

Seznámi studenty UUD bakalářského studijního programu Design v oboru Design (B8208) s mechanikou kompozitních materiálů, tak aby pochopili a osvojili si základní principy matematického modelování chování těchto materiálů pro základní aplikace v praxi. Problematika je rozdělena do následujících částí:

Současný stav výroby, rozdělení a použití kompozitních materiálů. Základní pojmy pro pružné materiály - deformace, napjatost, Hookeův zákon a klasifikace anizotrpních materiálů. Jednosměrové kompozity, určování materiálových parametrů a popis chování v pootočených systémech. Přehled makromechanických kritérií porušení jednosměrových kompozitů. Analýza rovinných laminátů a laminátových trubek. Vliv skladby jednotlivých vrstev v laminátu na jeho mechanické vlastnosti, analýza pevnosti laminátu.

Harmonogram

Harmonogram přednášek

Týden Přednáška  
1. Historie, základní pojmy a vlastnosti a klasifikace kompozitních materiálů.  
2. Výroba a použití kompozitních materiálů (desky, sendviče, trubky).  
3. Principy určování materiálových vlastností u ortotropních materiálů.  
4. Hookeův zákon pro materiály s různou strukturou.  
5. Jednosměrové kompozity. Základní určení efektivních parametrů.  
6. Popis deformace, napětí a Hookeova zákona v pootočeném systému.  
7. Analýza laminátů, základní rovnice a druhy namáhání laminátové desky.  
8. Mechanizmy poškození a kriteria porušení kompozitů.  
9. Analýza porušení laminátových konstrukcí.  
10. Exkurze .  
11. Seznámení s výpočetními možnostmi simulace kompozitních konstrukcí.  
12. Tenkostěnné kompozitové trubky vyráběné navíjením.  
13. Studie náhrady konvenčního materiálu kompozitem.  

Harmonogram cvičení

Týden Cvičení
1. Statická rovnováha, deformace, napjatost.
2. Podmínka pevnosti. Základy tenzometrie.
3. Prostý tah, napětí a deformace v různých rovinách.
4. Rovinný ohyb, deformace, napjatost.
5. Výpočet efektivních parametrů laminy.
6. Určení efektivních parametrů laminy z experimentálních dat.
7. Laboratorní měření - tahová zkouška.
8. Laboratorní měření - zkouška ohybem.
9. Matice tuhosti a poddajnosti jednosměrového kompozitu.
10. Exkurze.
11. Aplikace kriterií porušení pro laminu.
12. Práce ve výpočtové laboratoři - software pro návrh kompozitních konstrukcí.
13. Náhrada kovové trubky trubkou kompozitní. Udělení zápočtu.

 

Získané způsobilosti

Student
- zná a chápe základní principy matematického modelování chování kompozitních materiálů
- vysvětlí různé postupy výroby a způsoby použití kompozitních materiálů
- zná základní pojmy a vztahy pro popis stavu deformace a napjatosti jednosměrových kompozitů
- aplikuje postup určování materiálových parametrů
- vysvětlí princip makromechanických kritérií porušení jednosměrových kompozitů
- identifikuje mechanické vlastnosti rovinných laminátů na základě skladby jednotlivých vrstev

Podmínky zápočtu

Účast na laboratorních měření a vypracování semestrální práce.

Zkouška

Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat získané poznatky na řešení konkrétních úloh.

Ke stažení