Početna stranicaVisoka učilištaKorisničke stranice
Dinamička čvrstoća tankostjenih konstrukcija
Kratica: DČTKOpterećenje: 30(P) + 10(A) + 0(L) + 0(K) + 0(TJ) + 0(T) + 0(S) + 0(PRJ) + 5(PK) + 0(SJ) + 0(PP)
Nositelji: prof. dr. sc. Željko Božić
Izvođači: Marijan Andrić mag. ing. aeroing. ( Vježbe u praktikumu, Auditorne vježbe )
Opis predmeta: Ciljevi predmeta:
Izlažu se osnove metode analize zamorne čvrstoće konstrukcija. Razmatra se period inicijacije pukotine, koristeći pretpostavke linearnog akumuliranja oštećenja materijala, te period napredovanja pukotina uslijed cikličkog opterećenja i na kraju loma ili kolapsa konstrukcije. Daje se koncept kontrole loma temeljen na analizi tolerancije oštećenja.

Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet:
Kompetencije potrebne za upis kolegija su: poznavanje osnova čvrstoće materijala

Obaveze studenata:
Prisustvovanje predavanjima, vježbama.

Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu:
seminarski rad: 50% usmeni ispit: 50%

Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija:
Kroz konzultacije nastavnika i demonstratora omogućeno je dodatno objašnjenje gradiva i pomoć u izradi seminara. Po završetku predavanja studente se poziva na pristupanje anonimnim anketama, a po završetku ispita kroz dobrovoljne usmene razgovore studente se anketira o razini ispunjavanja njihovih očekivanja vezanih za kolegiji te ih se poziva da ukažu na eventualna poboljšanja nastave i nastavnih materijala.

Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja):
objasniti teorijske osnove potrebne za modeliranje i analizu inicijacije pukotinskih oštećenja usporediti različite modele za simulaciju propagacije pukotine odabrati kriterije za procjenu nastupanja loma u konstrukcijama; izračunati koeficijente intenzivnosti naprezanaj i Jintegral za uzorke složene geometrije koristeći metodu konačnih elemenata; predvidjeti životni vijek (broj ciklusa do nastupanja loma) analizirane kostrukcije integracijom Parisove jednadžbe; utvrditi kritično opterećenje i kritičnu duljinu pukotine, povezane s nastupanjem loma u konstrukciji.

Predavanja
1. Uvod. Ciljevi analize zamorne čvrstoće konstrukcija.
2. Efekti pukotina i zareza. Koncentracija naprezanja. Plastični kolaps.
3. Linearno elastična mehanika loma. Raspodjela naprezanja u okolici vrha pukotine. Faktor intenzivnosti naprezanja, K.
4. Numeričke metode izračunavanja faktora K. Energetski kriterij nastupanja loma.
5. Elastoplatična mehanika loma. Energetski kriterij nastupanja plastičnog loma. Parametri elastoplastične mehanike loma: Jintegral i CTOD.
6. Numeričko izračunavanje Jintegral parametra. Veza između Jintegrala I CTOD parametra. Uvjeti nastupanja loma.
7. Lomna žilavost. Rkrivulje. Procjena lomne žilavosti.
8. Hipoteza linearne akumulacije oštećenja materijala Minerovo pravilo.
9. Zamor elemenata konstrukcije plinskih turbina uslijed toplinskih naprezanja. Niskociklički zamor (LCF). LCF SN krivulje.
10. Analiza rasta pukotina uslijed cikličkog opterećenja. Mjerenje omjera napredovanja pukotine i broja ciklusa opterećenja da/dN.
11. Predviđanje životnog vijeka konstrukcije. Parisova jednadžba.
12. Promjenjiva amplituda opterećenja. Metode brojanja ciklusa. Povijest opterećenja. Modeli retardacije
13. Višestruke pukotine. Mješoviti načini opterećenja.
14. Kontrola nastupanja loma. Utvrđivanje inspekcijskih intervala. Zaustavljanje napredovanja pukotina.
15. Zahtjevi kontrole oštećenja kod zrakoplova.

Vježbe
1. Primjeri lomova konstrukcija uslijed zamornih oštećenja.
2. Izračunavanje faktora koncentracije naprezanja za različite oblike zareza. Kolaps konstrukcije. Zadaci za samostalni rad.
3. Westergaardova funkcija naprezanja.
4. Izračunavanje K za različite oblike uzoraka.Zadaci za seminarski rad
5. Izračunavanje Jintegrala za neke eksperimentalne uzorke.
6. Primjeri izračuna parametara Jintegrala metodom konačnih elementa.
7. Usporedba izračunatih CTOD vrijednosti s eksperimentalnim vrijednostima.
8. Primjeri izračunavanja akumuliranog ošteenja za nekoliko blokova opterećenja.
9. Primjeri niskociklikog zamora konstrukcije plinskih turbine.
10. Određivanje da/dN dijagrama koristeći eksperimentalne aN podatke dobivene iz testa zamora uz konstantnu amplitudu sile opterećenja.
11. Određivanje konstanti Parisove jednadžbe. Zadaci za seminarski rad.
12. Rainflow metoda brojanja ciklusa. Primjer brojanja ciklusa temeljen na izmjerenim deformacija na konstrukciji zrakoplova.
13. Preostali životni vijek konstrukcije oštećene višestrukim pukotinama.
14. Primjeri utvrđivanja inspekcijskih intervala. Zaustavljivači pukotina.
15. Priprema za polaganje ispita.
Jezici na kojima se održava nastava: Engleski, Hrvatski
Obavezna literatura:
1. Broek, D., The practical use of fracture mechanics, Kluwer academic publishers (1989).
2. Kanninen, F., Popelar, C.H., Advanced fracture mechanics, Oxford University Press (1985).
3. Bozic,Z., Dinamička čvrstoća tankostjenih konstrukcija, FSB, Zagreb, 2011. http: //www.fsb.unizg.hr/zbozic/
Preporučena literatura:
4. Knot, J.F., Fundamentals of fracture mechanics, Butterworths, (1973).
5. Broek, D., Elementary engineering fracture mechanics, 4th Edition, Nijhoff (1985).
6. Božić, Ž. Odabrani članci
Legenda
P - Predavanja
SJ - Vježbe iz stranog jezika
PP - Predavanja
A - Auditorne vježbe
L - Laboratorijske vježbe
K - Konstrukcijske vježbe
TJ - Vježbe tjelesnog odgoja
T - Terenske vježbe
S - Seminar
PRJ - Projektantske vježbe
PK - Vježbe u praktikumu
* - Predmet se ne polaže
Srce - Sveučilišni računski centar Sveučilišta u Zagrebu