Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Podobné dokumenty
Přednáška 01 PRPE + PPA Organizace výuky

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Přednáška 01 Úvod + Jednoosá napjatost

Téma 2 Napětí a přetvoření

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

PRUŽNOST A PLASTICITA

PRUŽNOST A PLASTICITA

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

Definujte poměrné protažení (schematicky nakreslete a uved te jednotky) Napište hlavní kroky postupu při posouzení prutu na vzpěrný tlak.

Zjednodušená deformační metoda (2):

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Pružnost a plasticita CD03

Pružnost a plasticita II CD03

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost. Napětí statické rovnice Deformace geometrické rovnice Zobecněný Hookeův zákon Příklad zemní tlak v klidu

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Nauka o materiálu. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Přednáška 08. Obecná trojosá napjatost

Vlastnosti a zkoušení materiálů. Přednáška č.4 Úvod do pružnosti a pevnosti

Prizmatické prutové prvky zatížené objemovou změnou po výšce průřezu (teplota, vlhkost, smrštění )

Stavební mechanika přednáška, 10. dubna 2017

2.2 Mezní stav pružnosti Mezní stav deformační stability Mezní stav porušení Prvek tělesa a napětí v řezu... p03 3.

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Přetváření a porušování materiálů

Stavební mechanika 3 132SM3 Přednášky. Deformační metoda: ZDM pro rámy s posuvnými styčníky, využití symetrie, výpočetní programy a kontrola výsledků.

Jednoosá tahová zkouška betonářské oceli

Nelineární úlohy při výpočtu konstrukcí s využitím MKP

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY PŘEDMĚT BL001 rok 2017/2018

Zde je uveden abecední seznam důležitých pojmů interaktivního učebního textu

písemky (3 příklady) Výsledná známka je stanovena zkoušejícím na základě celkového počtu bodů ze semestru, ze vstupního testu a z písemky.

Příklad oboustranně vetknutý nosník

KONSTITUČNÍ VZTAHY. 1. Tahová zkouška

Téma 12, modely podloží

Vícerozměrné úlohy pružnosti

Lineární stabilita a teorie II. řádu

FAKULTA STAVEBNÍ NELINEÁRNÍ MECHANIKA. Telefon: WWW:

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

Desky. Petr Kabele. Pružnost a pevnost 132PRPE Přednášky. Deska/stěna/skořepina, desky základní předpoklady, proměnné a rovnice

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Reologické modely technických materiálů při prostém tahu a tlaku

Rozdíly mezi MKP a MHP, oblasti jejich využití.

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

Statika 2. Vybrané partie z plasticity. Miroslav Vokáč 2. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Průhyb ocelového nosníku. Nezatížený a rovnoměrně zatížený nosník

Učební pomůcka Prof.Ing. Vladimír Křístek, DrSc. Ing. Alena Kohoutková, CSc. Ing. Helena Včelová. Katedra betonových konstrukcí a mostů

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Téma 1 Úvod do předmětu Pružnost a plasticita, napětí a přetvoření

Konstrukční systémy vícepodlažních budov Přednáška 5 Stěnové systémy Doc. Ing. Hana Gattermayerová,CSc Obsah

Pružnost a plasticita II DD6

133YPNB Požární návrh betonových a zděných konstrukcí. 4. přednáška. prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

Pružnost a pevnost I

14/03/2016. Obsah přednášek a cvičení: 2+1 Podmínky získání zápočtu vypracovaná včas odevzdaná úloha Návrh dodatečně předpjatého konstrukčního prvku

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. zimní semestr

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY předmět BL01 rok 2012/2013

7 Lineární elasticita

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

K výsečovým souřadnicím

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. zimní semestr

Obrázek 2.1: Rovnoměrně tažený prut.

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

1 Použité značky a symboly

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. 5. přednáška

Principy navrhování stavebních konstrukcí

Teorie tkaní. Modely vazného bodu. M. Bílek

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I

Ztráta stability tenkých přímých prutů - vzpěr

Dvě varianty rovinného problému: rovinná napjatost. rovinná deformace

Ing. Jan BRANDA PRUŽNOST A PEVNOST

A mez úměrnosti B mez pružnosti C mez kluzu (plasticity) P vznik krčku na zkušebním vzorku, smluvní mez pevnosti σ p D přetržení zkušebního vzorku

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Program předmětu YMVB. 1. Modelování konstrukcí ( ) 2. Lokální modelování ( )

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Pružnost, pevnost, plasticita

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

1.1 Shrnutí základních poznatků

Pružnost, pevnost, plasticita

ZDM PŘÍMÉ NOSNÍKY. Příklad č. 1. Miloš Hüttner SMR2 ZDM přímé nosníky cvičení 09. Zadání

Relaxační metoda. 1. krok řešení. , kdy stáří betonu v jednotlivých částech konstrukce je t 0

TAH-TLAK. Autoři: F. Plánička, M. Zajíček, V. Adámek R A F=0 R A = F=1500N. (1) 0.59

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

Jednoosá tahová zkouška betonářské oceli

Statika 1. Prostý tah & tlak. Prostý smyk. ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M. Vokáč. Metody posuzování spolehlivosti

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Pružnost a pevnost. 6. přednáška 7. a 14. listopadu 2017

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Nosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

Transkript:

Pružnost a pevnost zimní semestr 2013/14

Organizace předmětu Přednášející: Prof. Milan Jirásek, B322 Konzultace: pondělí 10:00-10:45 nebo dle dohody E-mail: Milan.Jirasek@fsv.cvut.cz Webové stránky předmětu: https://mech.fsv.cvut.cz/student/ (domácí úkoly, pokyny, podklady k přednáškám) Speciální cvičení pro motivované student(k)y: Doc. Jan Zeman, čas a místo dle domluvy

Organizace předmětu Podmínky pro udělení zápočtu: 10 domácích úkolů 2 testy v semestru, zisk aspoň 17 bodů z 34 možných Hodnocení zkoušky: započítávají se body ze zápočtových testů... ma 34 zkouškový test... ma 30 příklady ma 36 případně ústní pohovor Literatura: Šejnoha J., Bittnarová J.: Pružnost a pevnost, ES ČVUT, 2004 Bittnarová J. a kol.: Pružnost a pevnost - příklady, ES ČVUT, 2007 (dotisk)

Náplň předmětu Pružné pruty namáhané tahem nebo tlakem jednoduchým ohybem šikmým ohybem kombinací ohybu a tahu nebo tlaku smykem za ohybu kroucením vzpěrným tlakem Pružnoplastické pruty Stěny Trojrozměrná tělesa

Pružnost a pevnost 1. přednáška, 23. září 2013 1) Úvod základní pojmy, veličiny a rovnice 2) Prut namáhaný tahem nebo tlakem

Pružnost a pevnost Pružnost = schopnost materiálu deformovat se tak, aby v něm nedocházelo k nevratným změnám. Veškerá deformace pružného tělesa má vratný charakter, po odtížení se těleso vrátí do původního stavu. Pevnost = schopnost materiálu přenášet napětí, aniž by došlo k jeho porušení.

Jednoosá tahová zkouška L L F F

Pracovní diagramy tahová zkouška F F lineárně pružné chování: síla je úměrná protažení nelineárně pružné chování: síla je funkcí protažení (deformace je vratná) L L F pružnoplastické chování: vznik trvalých deformací F vliv poškození: snížení tuhosti (patrné při odtěžování) L L

Teorie pružnosti Teorie pružnosti podává matematický popis mechanického chování těles z pružného materiálu. Základní úloha: určit, jak se těleso zdeformuje a jaké vnitřní síly v něm vzniknou v důsledku daného zatížení.

Základní pojmy Zkoumané těleso je popsáno svým tvarem, rozměry a způsobem podepření, a dále vlastnostmi materiálu, ze kterého je vytvořeno. Zatížení silové objemové síly povrchové síly nesilové teplotní změny předepsané přemístění podpor

Příklad

Příklad objemové síly povrchové síly oteplení podepření

Základní veličiny pod vlivem zatížení přemístění přetvoření vnitřní síly (napětí)

Statické rovnice předepsané i neznámé síly, kterými působí okolní prostředí na zkoumané těleso podmínky rovnováhy jednotlivých částí zkoumaného tělesa neznámé síly, kterými působí na sebe navzájem sousedící části zkoumaného tělesa vnější síly statické rce. vnitřní síly

Geometrické rovnice přemístění geometrické rovnice přetvoření změna polohy jednotlivých bodů zkoumaného tělesa rovnice popisující, jak rozdílné pohyby jednotlivých bodů tělesa způsobují jeho přetvoření změna velikosti a tvaru jednotlivých částí zkoumaného tělesa

Materiálové rovnice rovnice popisující, jakými vnitřními silami materiál klade odpor proti přetvoření přetvoření materiálové rovnice vnitřní síly

Základní veličiny a rovnice přemístění vnější síly geometrické rovnice statické rovnice přetvoření materiálové rovnice (fyzikální, konstitutivní) vnitřní síly

Model kontinua Kontinuum = spojité prostředí. Látka vyplňující těleso je považována za dokonale spojitou (tj. neuvažuje se částicová struktura hmoty na úrovni atomů a molekul).

Model kontinua Těleso myšleně rozdělíme na nekonečně malé kostičky (elementární kvádry). napětí

Model prutu y lokální soustava souřadnic (pravoúhlá, pravotočivá) průřez z těžiště průřezu střednice prutu (spojuje těžiště všech průřezů) Prut = nosný prvek podlouhlého tvaru (jeden rozměr výrazně převyšuje dva zbývající)

Vztah napětí a vnitřních sil na prutu model kontinua model prutu základní jednotkou je elementární kvádr základní jednotkou je elementární segment prutu mezi dvěma nekonečně blízkými průřezy

Vztah napětí a vnitřních sil na prutu model kontinua model prutu interakce základních jednotek popsána složkami napětí interakce základních jednotek popsána vnitřními silami

Vztah napětí a vnitřních sil na prutu model kontinua model prutu vnitřní síly jsou výslednice napětí v průřezu

Základní typy namáhání prutů tah (tlak)

Základní typy namáhání prutů ohyb (doprovázený smykem)

Základní typy namáhání prutů kroucení

Rovnoměrně tažený prut konstantní průřez vnější síly pouze na koncích F L L F L L L protažení (absolutní) poměrné protažení (relativní) F A napětí

Základní veličiny a rovnice pro rovnoměrně tažený prut L F EA L/ L F A L L tuhost prutu v tahu-tlaku F E

Tažený prut popis přemístění výchozí stav u stav po zatížení u posunutí ve směru osy prutu

Tažený prut popis přetvoření výchozí stav u u stav po zatížení původní délka segmentu u u nová délka segmentu

Tažený prut popis přetvoření původní délka segmentu u u nová délka segmentu u u pro nekonečně malý segment: du absolutní protažení segmentu relativní protažení segmentu geometrická rovnice d u du lim 0 d u

Tažený prut napětí a vnitřní síly pro lineárně pružný materiál za jednoosého tahu nebo tlaku je napětí přímo úměrné relativnímu protažení E Hookeův zákon (materiálová rovnice) Youngův modul pružnosti (charakterizuje tuhost materiálu)

Tažený prut napětí a vnitřní síly pro lineárně pružný materiál za jednoosého tahu nebo tlaku je napětí přímo úměrné relativnímu protažení E Hookeův zákon (materiálová rovnice) normálová síla se obecně vypočte integrací normálového napětí po průřezu: N, y, z dydz A za jednoosého tahu/tlaku je N dd y z A A

Tažený prut napětí a vnitřní síly N A EA normálová tuhost průřezu (tuhost průřezu v tahu/tlaku) N EA zobecněná materiálová rovnice (zahrnuje i vliv průřezu)

Rovnice rovnováhy pro segment prutu vnější síly: f N N / 2 N N f / 2 0 N N f / 2 0 dn d f 0

Základní rovnice (prut namáhaný tahem-tlakem) u ( ) d d EA du d f f () du d dn d f ( ) N EA N( )

Základní rovnice (prut namáhaný tahem-tlakem) d d du EA d obyčejná diferenciální rovnice 2. řádu, lineární na každém konci prutu 1 okrajová podmínka f volný konec předepsaná normálová síla statická o.p. podepřený konec předepsaný posun geometrická o.p.

Okrajové podmínky (prut namáhaný tahem-tlakem) L z u0 0 ul 0 u0 0 u' L F / EAL F F u' 0 F/ EA 0 ul 0 mechanismus

Příklad sloup zatížený vlastní tíhou z L 10m b h E 0,5m 0,8m 20GPa 3 2500kg / m Vypočtěte zkrácení sloupu způsobené vlastní tíhou. d d du EA d u' 0 0 f ul 0 EA Ebh 8GN f ga gbh 10kN / m

Příklad sloup zatížený vlastní tíhou z d du EA f u' 0 0 ul 0 d d První integrace (výpočet vnitřních sil): dn f d N 0 0 du EA N f d u L 0 N Druhá integrace (výpočet posunutí): f 2 f u C EA 2 2 2 f L f L u L C 0... C EA 2 2EA

z d d Příklad sloup zatížený du EA d vlastní tíhou Výsledný průběh posunutí: 2 2 f f L f 2 2 u L EA 2 2EA 2EA Celkové protažení prutu: f f L L ul u L 2EA 2EA f u' 0 0 ul 0 2 2 0 0 62,5 m

Vliv teplotních změn při oteplení má materiál tendenci se roztahovat pokud je tomu bráněno, vzniká v něm napětí celková deformace T T E deformace od napětí E T N EA T T deformace od teploty T

Vliv teplotních změn Pokud se prut ohřeje rovnoměrně a je tažen rovnoměrně, je napětí a deformace v celém prutu konstantní. Prut se roztáhne, ale zůstane přímý. protažení prutu: L L N L T T EA celkové protažení protažení od normálové síly protažení od teplotní změny EA N L L L Jsou-li konce prutu pevně upnuty, je L 0 a v prutu vznikne normálová síla N EAT T EAT T T T L L T

Základní rovnice pro rovnoměrně tažený prut L EA F L L L L/ L F A T L T T T T F E T

Základní rovnice pro tažený (nebo tlačený) prut u ( ) ( ) du d d d EA du d T vliv teploty vliv teploty N EA T f f () dn d f N( )

Příklad prut proměnného průřezu zatížený změnou teploty L b h h 1 2 E 4m 0,2m 0,2m 0,4m 20GPa 12 10 K T 20K 6 1 Vypočtěte rozložení normálových sil, napětí, deformací a posunů způsobené rovnoměrným oteplením prutu s lineárně proměnnou průřezovou plochou.

Příklad prut proměnného průřezu zatížený změnou teploty