Modelování nekovových materiálů - KME/MNM

Garant

Cíle předmětu

Ve všech průmyslových odvětvích jsou kromě klasických kovů často využívány i různé nekovové materiály, nejčastěji polymery (termolasty, reaktoplasty, elastomery, pěny). Napěťově-deformační chování těchto materiálů je oproti kovům značně složitější. Závislost napětí na deformaci není lineární, přičemž tuhost materiálu bývá závislá jak na teplotě, tak na čase (rychlosti deformace, hystorii zatěžování). Proto je v tomto předmětu ukázáno, jak se mechanické chování jednotlivých typů nekovových materiálů liší a jaké materiálové modely (konstitutivní vztahy) se pro popis jejich mechanického chování používají. Pozornost je zaměřena na homogenní izotropní materiály. Předmětem výuky je i identifikace materiálových parametrů nejčastěji používaných materiálových modelů, neboť tyto parametry většinou není možné jiným způsobem získat. Na konktrétních příkladech (např. pryžové těsnění či pěnový tlumič) je ukázáno, jak vytvořit jejich model v komerčních konečno-prvkových systémech.

Přehled látky

1) Typy nekovových materiálů používaných v konstrukční praxi a jejich mechanické chování (srovnání s kovy).
2) Modelování s uvažováním malých nebo velkých deformací.
3) Polynomiální hyperelastické modely pro izotropní a málo stlačitelné materiály.
4) Další hyperelastické modely.
5) Modely zohledňující únavu a stárnutí elastomerů (pryží).
6) Mechanické zkoušky pro identifikaci parametrů hyperelastických modelů.
7) Algoritmy pro identifikaci materiálových parametrů hyperelastických modelů.
8) Základní pojmy viskoelasticity.
9) Lineární viskoelastické modely.
10) Nelineární viskoelastické modely.
11) Mechanické zkoušky pro identifikaci parametrů viskoelastických modelů.
12) Algoritmy pro identifikaci materiálových parametrů viskoelastických modelů.
13) Příklady aplikací různých materiálových modelů v praxi.

Odborné dovednosti po absolvování předmětu

  • zdůvodnit volbu materiálového modelu
  • identifikovat materiálové parametry na základě daných experimentálních dat
  • vytvořit výpočtový model nekovové části za pomoci komerčního konečno-prvkového systému

Požadavky na studenta

Požadavky pro udělení zápočtu:
Vypracování a odevzdání semestrální práce na odpovídající úrovni.

Požadavky ke zkoušce:
Aktivní znalost přednášené látky a schopnost aplikovat přednesenou látku při modelování částí z nekovových materiálů.

Doporučená literatura

Více informací o předmětu (portál ZČU)

Patička