Sadržaj predmeta

Dinamička čvrstoća tankostjenih konstrukcija

Šifra:

18732

Kratica:

DČTK

Visoko učilište:

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ECTS bodovi:

4.0

Opterećenje:

10(V) + 30(P) + 5(V)

Nositelji:

prof. dr. sc. Željko Božić

Izvođači:

dr. sc. Marijan Andrić (V)

prof. dr. sc. Željko Božić (P)

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 izvođenja nastave:

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

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
9	Brodogradnja	diplomski	2	izborni
10	Zrakoplovstvo	diplomski	2	izborni
30	Brodostrojarski	diplomski	2	izborni
32	Inženjerstvo materijala	diplomski	2	izborni
33	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	diplomski	2	izborni
34	Mehatronika i robotika	diplomski	2	izborni
36	Proizvodno inženjerstvo	diplomski	2	izborni
38	Industrijsko inženjerstvo i menadžment	diplomski	2	izborni
251	Dizajn medicinskih konstrukcija	diplomski	2	izborni
253	Konstruiranje i razvoj proizvoda	diplomski	2	izborni
254	Mehanizmi i roboti	diplomski	2	izborni
255	Motori i vozila	diplomski	2	izborni
271	Energetika	diplomski	2	izborni
272	Termotehnika i procesna tehnika	diplomski	2	izborni
9	Brodogradnja	diplomski	3	izborni
9	Brodogradnja	diplomski	4	izborni
10	Zrakoplovstvo	diplomski	4	izborni
32	Inženjerstvo materijala	diplomski	4	izborni
34	Mehatronika i robotika	diplomski	4	izborni
253	Konstruiranje i razvoj proizvoda	diplomski	4	izborni
16	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	prijediplomski	6	izborni
20	Brodostrojarski	prijediplomski	6	izborni
21	Industrijsko inženjerstvo i menadžment	prijediplomski	6	izborni
22	Inženjerstvo materijala	prijediplomski	6	izborni
23	Mehatronika i robotika	prijediplomski	6	izborni
151	Dizajn medicinskih konstrukcija	prijediplomski	6	izborni
153	Konstruiranje i razvoj proizvoda	prijediplomski	6	izborni
154	Mehanizmi i roboti	prijediplomski	6	izborni
155	Motori i vozila	prijediplomski	6	izborni
172	Procesna tehnika	prijediplomski	6	izborni
173	Termotehnika	prijediplomski	6	izborni
181	Automatika u proizvodnji	prijediplomski	6	izborni
182	Osiguranje kvalitete	prijediplomski	6	izborni
183	Obradni sustavi	prijediplomski	6	izborni
184	Preradba i montaža	prijediplomski	6	izborni
185	Zavarene konstrukcije	prijediplomski	6	izborni
1137	Računalno inženjerstvo	prijediplomski	6	izborni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe