Téma 10 Úvod do rovinné napjatosti

Podobné dokumenty
Téma 7 Smyková napětí v ohýbaných nosnících

Téma 2 Napětí a přetvoření

Pružnost a pevnost I

Normálová napětí v prutech namáhaných na ohyb

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

Nejpoužívanější podmínky plasticity

Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

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

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

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

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Betonové konstrukce (S)

7. CVIČENÍ. Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

Porušení hornin. J. Pruška MH 7. přednáška 1

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ PODMÍNKY PLASTICITY A PORUŠENÍ

OTÁZKY VSTUPNÍHO TESTU PP I LS 2010/2011

1 Použité značky a symboly

1. výpočet reakcí R x, R az a R bz - dle kapitoly 3, q = q cosα (5.1) kolmých (P ). iz = P iz sinα (5.2) iz = P iz cosα (5.3) ix = P ix cosα (5.

Smyková napětí v ohýbaných nosnících

Nejpoužívanější podmínky plasticity

6.1 Shrnutí základních poznatků

Předpjaté stavební konstrukce

Rovinná a prostorová napjatost

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

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

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

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Vícerozměrné úlohy pružnosti

POŽADAVKY KE ZKOUŠCE Z PP I

Téma 3 Úvod ke staticky neurčitým prutovým konstrukcím

16. Matematický popis napjatosti

Principy navrhování stavebních konstrukcí

Integrální definice vnitřních sil na prutu

Principy navrhování stavebních konstrukcí

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

Zakřivený nosník. Rovinně zakřivený nosník v rovinné úloze geometrie, reakce, vnitřní síly. Stavební statika, 1.ročník bakalářského studia

Prostý beton Pedagogická činnost Výuka bakalářských a magisterský předmětů Nosné konstrukce II

Podmínky k získání zápočtu

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

PRUŽNOST A PLASTICITA

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

Normálová napětí při ohybu - opakování

Pružnost a plasticita CD03

Kritéria porušení laminy

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

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

Smyková pevnost zemin

Šroubový pohyb rovnoměrný pohyb složený z posunutí a rotace. Šroubovice dráha hmotného bodu při šroubovém pohybu

( ) Podmínka plasticity: σ σ 0. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. Podmínky plasticity. = σ = σ. f σ σ σ

PRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY

Návrh a posudek osově namáhaného nosníku podle obou MS

Cvičení 1. Napjatost v bodě tělesa Hlavní napětí Mezní podmínky ve víceosé napjatosti

1. Přímka a její části

Kapitola 5. Seznámíme se ze základními vlastnostmi elipsy, hyperboly a paraboly, které

Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

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

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

5. Únava Zatížení při únavě, Wöhlerův přístup a lomová mechanika, únosnost, vliv vrubů, kumulace poškození, přístup podle Eurokódu.

Principy navrhování stavebních konstrukcí

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

PRUŽNOST A PLASTICITA

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

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

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

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B2. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Uplatnění prostého betonu

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

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

ŠROUBOVICE. 1) Šroubový pohyb. 2) Základní pojmy a konstrukce

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

4. Napjatost v bodě tělesa

Reologické modely technických materiálů při prostém tahu a tlaku

Vnitřní síly v prutových konstrukcích

Průmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky

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

BETONOVÉ KONSTRUKCE B03C +B03K. Betonové konstrukce - B03C +B03K

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

Namáhání v tahu a ohybu Příklad č. 2

Skořepinové konstrukce. tloušťka stěny h a, b, c

Téma 1 Nosné lano. Statika stavebních konstrukcí I., 2.ročník bakalářského studia

Aktuální trendy v oblasti modelování

3.2 Základy pevnosti materiálu. Ing. Pavel Bělov

Ztráta stability tenkých přímých prutů - vzpěr

Analýza napjatosti PLASTICITA

TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému

Normálové napětí a přetvoření prutu namáhaného tahem (prostým tlakem) - staticky určité úlohy

Téma 10: Spolehlivost a bezpečnost stavebních nosných konstrukcí

BETONOVÉ A ZDĚNÉ KONSTRUKCE 1. Dimenzování - Deska

Statika 1. Vnitřní síly na prutech. Miroslav Vokáč 11. dubna ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M.

Téma 4 Normálové napětí a přetvoření prutu namáhaného tahem (prostým tlakem)

Transkript:

Pružnost a plasticita,.ročník bakalářského studia Téma 0 Úvod do rovinné napjatosti Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti Hlavní napětí a největší smkové napětí Trajektorie hlavního napětí Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti Katedra stavební mechanik Fakulta stavební, VŠB - Technická univerzita Ostrava

Napětí, masivní konstrukce, těleso Masivní betonová konstrukce Hoover Dam, Nevada Kombinace klenbové a tížné přehrad z r.935, výška,3 m, délka oblouku 379, m, šířka hráze nahoře 3,7 m a 0, m dole, 3,5 mil. m 3 betonu Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu / 78

Napětí, tenzor napětí, těleso Elementární kvádr Stav napjatosti tělesa: tenzor, definovaný v pravoúhlé soustavě Tenzor napětí tělesa: [ ] = z z z z z z z M z z z z Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 3 / 78

Věta o vzájemnosti smkových napětí dz d S d = lim Δ A 0 M z r ΔT r ΔA = 0 : dq dq =.da =.d dq (str. 7 učebnice) z.d. dz =. d.dz.d.d.dz.d =. d = 0 z = z z obdobně = z = z Tenzor napětí tělesa: Vektor napětí: Pouze 6 složek napětí [ ] = sm. { } = { } T z z z z z z Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 4 / 78

Napětí, obecná prutová konstrukce Prostorový rám (prut) Kursaal Convention Centre and Auditorium, San Sebastian, Španělsko Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 5 / 78

Napětí, tenzor napětí Průřez prutu z + Stav napjatosti obecně zatíženého prutu: 3 neznámé složk napětí Tenzor napětí: [ ] = sm. 0 0 0 z Např.: = lim d A 0 dn da z + dv da d N =. da dv z +z dn Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 6 / 78

Napětí, nosná stěna Stěna svislý plošný nosný prvek Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 7 / 78

Napětí, tenzor napětí, nosná stěna Elementární kvádr Stav napjatosti nosné stěn: 3 neznámé složk napětí Tenzor napětí: [ ] = sm. 0 0 0 z M Vztah mezi vnitřními silami a napětími v průřezu 8 / 78

Stav napjatosti v šikmém řezu Složk napětí v šikmém řezu Ploch stěn elementárního kvádru α t tečna α α α n α normála α d A = ds. dz ds α dz da.cosα da.sin α Podmínk rovnováh na kvádru: R = 0 R = 0 Pokud jsou znám = Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti R = 0 = 0 n nebo R t 9 / 78

α Stav napjatosti v šikmém řezu Složk napětí v šikmém řezu převedené na síl t tečna. cosα. da α.da α n α normála α.da Ploch stěn elementárního kvádru α d A = ds. dz ds. cosα. da R n = 0 α. sinα. da da.cosα dz da.sin α. sinα. da..cosα.sinα.da =.sin α. da α α.da.cosα.da.cosα.sinα.da.sinα.cosα.da.sinα.sinα.da.cosα = 0. da.cosα. da.cosα.sinα. da.sinα.sin α. da = 0 Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti 0 / 78

α Stav napjatosti v šikmém řezu Složk napětí v šikmém řezu převedené na síl t. cosα. da tečna. cosα. da α α. sinα. da.da α n α α.da. sinα. da normála da.cosα Ploch stěn elementárního kvádru α d A = ds. dz ds da.sin α α.da +.cosα.da.sinα R = 0.sinα.dA.cosα.cosα.dA.cosα +.sinα.da.sinα = 0 t α. da +.cosα.da.sinα.sinα.da.cosα.cos α.da = 0. cos α. da dz Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti / 78

Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti R = 0. da.cosα.da.cosα.sinα.da.sinα.sin α.da = 0 n α α =.cos α +.sin α.sin α + R = 0. da +.cosα.da.sinα.sinα.da.cosα.cos α.da = 0 t α α = cosα.sinα +.sinα.cosα.cos α. + Např.: o α = 0 o α = 90 α = α = ( ).sin α.cos α α =. + α = Maimální hodnota normálového napětí: o α =? = ma =? α α = Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti o α = 0 α α + t α o α = 90 α / 78

Stav napjatosti v šikmém řezu =00MPa = 0MPa = 80MPa α o o = 80 80 00,00 50,00 Sigma(alfa) Tau(alfa) 00,00 50,00 0,00-50,00-00,00-50,00-80 -60-40 -0-00 -80-60 -40-0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 80 Složk napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti 3 / 78

Hlavní napětí Mění-li se α, nabývá α i α při určitém úhlu α etrémní hodnotu. α =.cos α +.sin α.sin α + d α = 0 dα..cosα. ( sinα ) +..sinα.cosα +..cos α = 0. sin α +..cos α = ( ) 0 sin α = cos α Velikost hlavních napětí tan α =. ( ) α + Hlavní rovin α = α = α ± ( ).( ). ( ) ( α, ) 0 = α = + ± 4 α =,,. α d = 0 dα o ( α ± 45 ) = ± ( ) ma.min,...arctan o 90 Etrémní smková napětí jsou v rovinách odkloněných o 45 o od hlavních rovin Hlavní napětí a největší smkové napětí 4 / 78

Velikost hlavního napětí =00MPa = 0MPa = 80MPa α = 3,7 o = 49,44MPa 00,00 50,00 Sigma(alfa) Tau(alfa) 00,00 50,00 0,00-50,00-00,00-50,00-80 -60-40 -0-00 -80-60 -40-0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 80 Hlavní napětí a největší smkové napětí 5 / 78

Velikost hlavního napětí =00MPa = 0MPa = 80MPa α = 58,8 o = 9,44MPa 00,00 50,00 Sigma(alfa) Tau(alfa) 00,00 50,00 0,00-50,00-00,00-50,00-80 -60-40 -0-00 -80-60 -40-0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 80 Hlavní napětí a největší smkové napětí 6 / 78

Velikost smkového napětí ma =00MPa = 0MPa = 80MPa α = α o 45 = 3,8 o ma = 89,44MPa 00,00 50,00 Sigma(alfa) Tau(alfa) 00,00 50,00 0,00-50,00-00,00-50,00-80 -60-40 -0-00 -80-60 -40-0 0 0 40 60 80 00 0 40 60 80 Hlavní napětí a největší smkové napětí 7 / 78

Směr hlavních napětí α Trhlina v objektu vlivem překročení tahové únosnosti zdiva Hlavní napětí a největší smkové napětí 8 / 78

Ukázk porušení konstrukcí pozemních staveb Hlavní napětí a největší smkové napětí 9 / 78

Ukázk porušení konstrukcí pozemních staveb Hlavní napětí a největší smkové napětí 0 / 78

Ukázk porušení konstrukcí pozemních staveb Hlavní napětí a největší smkové napětí / 78

Ukázk porušení konstrukcí pozemních staveb Hlavní napětí a největší smkové napětí / 78

Ukázk porušení konstrukcí pozemních staveb Hlavní napětí a největší smkové napětí 3 / 78

Hlavní napětí grafické řešení Grafické řešení pomocí Mohrov kružnice napětí Postup. Nanést do grafu známé složk napětí = ± = AX, BY X Christian Otto Mohr (835-98) 0 B A Y = 0A = 0 B Hlavní napětí a největší smkové napětí 4 / 78

Hlavní napětí grafické řešení. XY XY Sestrojit kružnici s průměrem a středem v průsečíku s osou X 0 B S A Y Hlavní napětí a největší smkové napětí 5 / 78

Hlavní napětí grafické řešení Výsledná hlavní napětí X ma 0 B S A Y min Hlavní napětí a největší smkové napětí 6 / 78

Hlavní napětí grafické řešení Výsledné směr hlavních napětí X α. α 0 B S A Y α α α Hlavní napětí a největší smkové napětí 7 / 78

Hlavní napětí grafické řešení Zdůvodnění: X ma 0 B S A Y min ( 0A + 0B) = ( + ) 0 S =.. SA = BS =.( ) SX = SY = r = Hlavní napětí a největší smkové napětí ( SA) + ( AX ) =.( ) + 0 = 0S + r = 0S + SX 0 = 0S r = 0S SX 8 / 78

Hlavní napětí grafické řešení Zdůvodnění: X α. α 0 B S A Y α SA = BS =. ( ) tan α = AX SA = ( ). Hlavní napětí a největší smkové napětí 9 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti. Přímková (osová) napjatost 0 = = 0 = Napjatost v šikmém řezu α =.cos α +.sin α.sin α + α =.cos α ( ).sin α.cos α α =. + α =.sin α =.sinα. cosα Výsledná hlavní napětí α + ( α ) =.( + ) ±. ( ) 4, =,. = = 0 o ( α ± 45 ) = ± ( ) ma.min,. ma.min ± = Hlavní napětí a největší smkové napětí 30 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti. Přímková (osová) napjatost 0 = = 0 = = = 0 min,ma ± = ma 0 B Y S A X Hlavní napětí a největší smkové napětí 3 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti. Prostý (čistý) smk = 0 Napjatost v šikmém řezu 0 = = α =.cos α +.sin α.sin α + ( ).sin α.cos α α =. + Výsledná hlavní napětí α =.sin α α =.cos α α + ( α ) =.( + ) ±. ( ) 4, =,. α =..arctan o ( α ± 45 ) = ± ( ) ma.min,. α = α ± o 90 = ± ma.min α, = ± 45 = 0. α = = ± o o 90 = Hlavní napětí a největší smkové napětí 3 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti. Prostý (čistý) smk = 0 0 ; = 0 = = = (nastává rovněž kdž ), = ± X min,ma = ± ma 0 S A B min Y Hlavní napětí a největší smkové napětí 33 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti 3. Všesměrný (izotropický) tah nebo tlak = = 0 = = 0 Napjatost v šikmém řezu α =.cos α +.sin α.sin α + ( ).sin α.cos α α =. + Výsledná hlavní napětí ( cos α + sin α ) α =. = α =. α ( ).sin = 0 α + ( α ) =.( + ) ±. ( ) 4, =,. o ( α ± 45 ) = ± ( ) ma.min,. ma.min = 0 = = Hlavní napětí a největší smkové napětí 34 / 78

Vbrané případ rovinné napjatosti 3. Všesměrný (izotropický) tah nebo tlak normálové napětí je ve všech směrech shodné a smková napětí nevznikají = = 0 = = 0 bod = = min, ma = 0 0 A X = = = = Hlavní napětí a největší smkové napětí 35 / 78

Trajektorie hlavních napětí, tah Trajektorie jsou křivk, které v každém bodu sledují směr hlavních napětí. Tažený prut V místech, kde nedochází ke koncentraci napětí, jsou trajektorie hlavních napětí rovnoběžné s osou prutu a kolmé k ose prutu. Trajektorie hlavního napětí 36 / 78

Výpočet etrémních normálových napětí za ohbu Téma č.6 M, c =. I M c, c =. I M = W c, c M = W, c z,c,c c c W, c = I c W, c = I c Neutrálná osa v těžišti průřezu Průřezové modul ke krajním vláknům [m 3 ] = 0 Výpočet průřezových modulů u jednoduchých průřezů W = I d d I π. d = 3 π. d = 64 3 4 b h I =. b. h 3 3 I z =. b. h W I h = =. b. h 6 I Wz = =. b. h b 6 Trajektorie hlavního napětí 37 / 78

38 / 78 Smkové napětí obdélníkového průřezu z b h Průřez ma o Průběh z z ( ) 4.. 8... z h b z h z h b S = + = + = + z h z z h.. 3. b h I = ( ) b b z = ( ) = = = 3 4.... 3.. 4.. 8. h z b h V b b h z h b V z z z z h z = h z = = 0 z A V b h V z z. 3.. 3 ma = = = 0 z Trajektorie hlavního napětí Téma č.7

Smkové napětí v profilu I Téma č.7 Průřez t w b f t f Det. Průběh z o Det. h w h z,ma z Průběh Trajektorie hlavního napětí o t f Předpoklad řešení: smková napětí jsou konstantní v řezu kolmo k dílčí stěně (viz Det) jsou rovnoběžná s obrsem průřezu 39 / 78

Téma č.6 a 7 Smkové a normálové napětí obdélníkového průřezu Průřez Průběh z Průběh ma h ma o b z ma V = 3 4. =.. b. h h M I z =. z Trajektorie hlavního napětí 40 / 78

Hlavní napětí obdélníkového průřezu V řezu A-A: A Průřez Průběh Průběh A ma z Smková a normálová napětí vztažená k a Hlavní napětí Etrémní smková napětí etr etr Trajektorie hlavního napětí 4 / 78

Hlavní napětí obdélníkového průřezu V řezu B-B: Průřez Průběh Průběh B B z Smková a normálová napětí vztažená k a Hlavní napětí Etrémní smková napětí etr etr Trajektorie hlavního napětí 4 / 78

Hlavní napětí obdélníkového průřezu V řezu C-C: Průřez Průběh Průběh z C C ma Smková a normálová napětí vztažená k a Hlavní napětí Etrémní smková napětí etr Trajektorie hlavního napětí etr 43 / 78

Hlavní napětí obdélníkového průřezu V řezu D-D: Průřez Průběh Průběh z Smková a normálová napětí vztažená k a D D Hlavní napětí Etrémní smková napětí etr etr Trajektorie hlavního napětí 44 / 78

Hlavní napětí obdélníkového průřezu V řezu E-E: Průřez Průběh Průběh z E Smková a normálová napětí vztažená k a E Hlavní napětí ma Etrémní smková napětí etr etr Trajektorie hlavního napětí 45 / 78

Trajektorie hlavních napětí, ohýbaný prvek A-A B-B C-C D-D E-E Trajektorie hlavního napětí 46 / 78

Trajektorie hlavních napětí, ohýbaný prvek Poznámk: Příčná napětí kolmá k ose nosníku většinou nehrají roli. Smková napětí jsou na okrajích nulová. Hlavní napětí jsou s okraji rovnoběžná a kolmá. Na neutrálné ose je čistý smk. Plná čára tahové trajektorie, Čárkovaná čára tlakové trajektorie. Trajektorie hlavního napětí 47 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Tvar a zatížení konstrukce Výpočet programem ANSYS provedl: Doc. Ing. Jiří Brožovský, Ph.D. Trajektorie hlavního napětí 48 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Přetvoření konstrukce Trajektorie hlavního napětí 49 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Normálové napětí Trajektorie hlavního napětí 50 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Normálové napětí v rovině smetrie Trajektorie hlavního napětí 5 / 78

Normálové napětí za ohbu, nosné stěn Téma č.6 = M.z I (tlak) Průběh hlavního napětí 9,9 [kn/m ] -,458 -,979 -,575 -,863 -,086,9644 h 6,00 5,00 4,00 3,00,00,00 0,00 [m] Vztah neplatí u stěn, kde l < 3h. Blíže předmět Pružnost a plasticita II. a R az z l (tah) b R bz Výpočet normálového napětí 5 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Normálové napětí Trajektorie hlavního napětí 53 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Smkové napětí Trajektorie hlavního napětí 54 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Smkové napětí v rovině smetrie Trajektorie hlavního napětí 55 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna Směr a velikosti hlavních napětí Trajektorie hlavního napětí 56 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Tvar a zatížení konstrukce Výpočet programem ANSYS provedl: Doc. Ing. Jiří Brožovský, Ph.D. Trajektorie hlavního napětí 57 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Přetvoření konstrukce Trajektorie hlavního napětí 58 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Normálové napětí Trajektorie hlavního napětí 59 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Normálové napětí Trajektorie hlavního napětí 60 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Smkové napětí Trajektorie hlavního napětí 6 / 78

Trajektorie hlavních napětí, nosná stěna s otvorem Směr a velikosti hlavních napětí Trajektorie hlavního napětí 6 / 78

Trajektorie hlavních napětí, kroucení V rovině tečné k válci vzniká čistý smk. Ve směru otočeném o 45 o vznikají hlavní napětí tah a tlak. Plná čára tahové trajektorie, Čárkovaná čára tlakové trajektorie. Trajektorie hlavního napětí 63 / 78

Misesova podmínka plasticit Pro materiál se stejnou pevností v tahu a tlaku F. + f = 0 F F = 0 < 0 Zplastizování. + + 3. f Čistý tah: f Čistý smk: f 3 Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 64 / 78

Trescova podmínka plasticit Také nazývaná Podmínka maimálních smkových napětí Pro materiál se stejnou pevností v tahu a tlaku Bezpečnější (konzervativnější) návrh než Misesovo kritérium F ( ) f 0 = pro. < 0 Čistý tah: Čistý smk: ( f, f ) 0 F = ma pro f. > Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti f 0 65 / 78

Mohrova teorie porušení při víceosé napjatosti Kritéria pevnosti pro materiál s různou pevností v tahu a tlaku, např. beton f, f c t Nebere ohled na Čistý smk Rovnice mezní obálk: 3 ( f ) t = k. k konstanta určená zkouškami Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 66 / 78

Pevnost betonu při rovinné napjatosti Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 67 / 78

Pevnost betonu při rovinné napjatosti Aproimace mezní pevnosti betonu při rovinné napjatosti > Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 68 / 78

Pevnost zemin, Coulombova podmínka c +. tanϕ c... normálové napětí (tlak +)... koheze (soudržnost) ϕ... úhel vnitřního tření Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 69 / 78

Ztráta pevnosti a porušení Může nastat rovněž: Křehký lom U kovů při nízkých teplotách a koncentraci napětí Únava materiálu Cklická únava proměnné napětí v cklech Rozkmit: Δ = ma min Součinitel nesmetričnosti cklu: r = min ma Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 70 / 78

Posudek pásnice ocelového mostu na únavu Posudek pásnice silničního ocelobetonového mostu na únavu. Pohled na posuzovaný silniční most Foto: Ing. Jaroslav Odrobiňák, Ph.D. Příčný řez mostem Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 7 / 78

Detail posuzované pásnice ocelového mostu Řešený detail Foto: Ing. Jaroslav Odrobiňák, Ph.D. Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 7 / 78

Detail posuzované pásnice ocelového mostu Foto: Ing. Jaroslav Odrobiňák, Ph.D. Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 73 / 78

Lokalit koncentrace nebezpečí únavového poškození Podle poloh iniciační trhlin je možné sledovat šíření trhlin z okraje nebo z povrchu. Oslabení stejné pásnice roste u trhlin šířící se z okraje přibližně čtřikrát rchleji než šíření pásnice z povrchu. Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 74 / 78

Náhodné jev U, D a F V souvislosti s šířením únavové trhlin lze definovat náhodné jev, které nastávají v čase t životnosti konstrukce: U (t) trhlina není v čase t zjištěna ( undetected ) velikost únavové trhlin a (t) nedosáhla měřitelnou (detectable) velikost, takže platí: a < a () t d kde a d je minimální měřitelná (detectable) velikost trhlin D (t) F (t) zjištění (detection) trhlin v čase t velikost únavové trhlin a (t) nedosáhla přípustnou velikost, takže platí: a a < d a () t ac zjištění poruch v čase t velikost únavové trhlin a (t) dosáhla přípustnou velikost a ac, takže platí: a a () t ac Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti 75 / 78

,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Pravděpodobnost výsktu náhodných jevů Pravděpodobnost jevů U, D a F v závislosti na letech provozu mostu 0,3 0, 0, Pravděpodobnost vzniku jevu a>acr (jev F) Pravděpodobnost vzniku jevu a>ad a a<acr (jev D) Pravděpodobnost vzniku jevu a<ad (jev U) 0,0 3 5 7 9 3 5 7 9 3 5 7 9 3 33 35 37 39 4 43 45 47 49 Pravděpodobnostní výpočet metodou PDPV 76 / 78

Stanovení první prohlídk mostu P f Závislost pravděpodobnosti poruch P f na letech provozu mostu Rok,0E+0 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 30,0E-0,0E-04 Doba první prohlídk mostu,0e-07,0e-0,0e-3 Mezní úroveň spolehlivosti (P d =,77.0 - ),0E-6,0E-9 P ( F() ) P G fail ( Z ) ( S ) ( ) < = P R( a ) t = 0 < ac,0e- Pravděpodobnostní výpočet metodou PDPV 77 / 78

Okruh problémů k ústní části zkoušk. Napětí v šikmém řezu při rovinné napjatosti. Výpočet hlavních napětí při rovinné napjatosti, jejich směr 3. Grafické řešení hlavních napětí pomocí Mohrových kružnic napětí 4. Vbrané případ rovinné napjatosti - osová napjatost, čistý smk, všesměrný tah nebo tlak 5. Trajektorie hlavních napětí 6. Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti u oceli 7. Kritéria pevnosti a plasticit u rovinné napjatosti materiálů s různou pevností v tahu a v tlaku 8. Porušení křehkým lomem, únava materiálu Podklad ke zkoušce 78 / 78