Рачунарска механика лома

ID: 3249
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Седмак С. Александар
извођачи: Седмак С. Александар
контакт особа: Седмак С. Александар
ниво студија: докторске студије
ЕСПБ: 5
облик завршног испита: усмени

извођења

  • 3. семестар, позиција 2

циљ

Упознавање студента са могућностима примене нумеричких метода на проблеме механике лома. Упознавање студената са применом методе коначних елемената у анализи нелинеарних проблема. Разумевање и проучавање спрегнутих проблема механике лома и замора. Развој самосталног и практичног рада коришћењем лиценцираног софтвера.

исход

Похађањем предмета студент овладава напредном применом методе коначних елемената, посебно у области заваривања и заварених конструкција. Значај примене прорачунске механике лома на конструкцијама код којих је већ уочено постојање једне или више иницијалних прслина. Студенти се оспособљавају да примене рачунарске методе за утврђивање да ли ће напонска стања којима је изложена конструкција довести до даљег раста прслине, да ли ће се прслина шиити стабилно или нестабилно, и да на основу тога могу да утврде преостали век конструкције. Теоријска разматрања, рачунски примери и рад коришћењем лиценцираног софтвера, омогућавају студенту повезивање претходно стечених знања из математике, механике, отпорности конструкција и машинских материјала, ради примене наученог у инжењерској пракси.

садржај теоријске наставе

Еластична и еласто-пластична механика лома. Параметри механике лома. Фактор интензитета напона, отврање врха прслине, Ј интеграл. Примена механике лома на процену интегритета конструкција. Решавање нелинеарних проблема применом МКЕ; врсте нелинеарности, преглед; Увод у нелинеарност материјала, основе теорије пластичности. Представљање различитих критеријума пластичног течења материјала у МКЕ.Утицај ојачавања материјала. Утицај анизотропије материјала. Случај хетерогеног материјала – примена на заварене спојеве. Проблеми порозности материјала. Вископластичност. Алгоритми решавања нелинеарних проблема; инкрементално – итеративни поступци. Нелинеарност геометрије; анализа великих деформација. Вискоеластичност. Нелинеарност граничних услова: решавање контакта формулацијом МКЕ.Примена МКЕ у механици оштећења и лома. Сингуларни КЕ. Израчунавање Ј-интеграла у МКЕ. Раст прслине, технике ослобађања чворова. Одређивање фактора интензитета напона нумеричким путем. Адаптивне мреже коначних елемената и њихова примена у анализи концентрације напона. Нумеричка анализа у локалном приступу. Проширена метода коначних елемената.

садржај практичне наставе

Одређивање параметара механике лома у еластичној и еласто-пластичној области. Експерименталне, нумеричке и аналитичке методе.Примена различитих алгоритама решавања нелинеарних проблема; тачност решења и конвергенција. Примери МКЕ формулација нелинеарности геометрије. Израда МКЕ модела контакта. МКЕ формулација динамичког и ударног оптерећења. Постпроцесирање. Технике увођења заосталих напона - примена на различите поступке заваривања. Решења МКЕ у процени отпорности према лому завареног споја. Примери израчунавања Ј-интеграла за заварени спој. Нумеричко одређивање фактора интензитета напона у реалној конструкцији. Нумерички примери симулације ширења прслине применом ПМКЕ.

услов похађања

ресурси

[1] Писани изводи са предавања (handouts) [2] Kojic M., Computational Prrocedures in Inelastic Analysis of Solids and Structures, Kragujevac, 1997. [3] Sekulović M., Metod konačnih elemenata, Građevinska knjiga, Beograd, 1988. [4] А.Седмак, Примена механике лома на процену интегритета конструкција, монографија, Машински факултет, Београд, 2003. [5] Јовичић Г., Живковић М., Вуловић С., Прорачунска механика лома и замора, Машински факултет, Крагујевац, 2011. [6] Марко. П. Ракин, Локални приступ жилавом лому металних материјала. ТМФ, Београд, 2009. [7] С. Седмак, А. Седмак, Експерименталне и нумеричке методе механике лома у оцени интегритета конструкција, ТМФ, Београд, 2000.

фонд часова

укупан фонд часова: 35

активна настава (теоријска)

ново градиво: 20
разрада и примери (рекапитулација): 0

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 10
лабораторијске вежбе: 5
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 0
консултације: 0
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 0
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 0
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 0
тест са оцењивањем: 0
завршни испит: 0

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 10
тест/колоквијум: 20
лабораторијска вежбања: 20
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 20
пројекат: 0
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 40

литература

Sekulović M., Metod konačnih elemenata, Građevinska knjiga, Beograd, 1988.; А.Седмак, Примена механике лома на процену интегритета конструкција, монографија, Машински факултет, Београд, 2003.; Јовичић Г., Живковић М., Вуловић С., Прорачунска механика лома и замора, Машински факултет, Крагујевац, 2011.; Марко. П. Ракин, Локални приступ жилавом лому металних материјала. ТМФ, Београд, 2009.; С. Седмак, А. Седмак, Експерименталне и нумеричке методе механике лома у оцени интегритета конструкција, ТМФ, Београд, 2000.;