Mechanika

Vztahy:

Úspěšná klasifikace předmětu F7ABBMEC je podmínkou pro následnou klasifikaci předmětu F7ABBBB

Garant předmětu:

Patrik Kutílek

Přednášející:

Patrik Kutílek

Cvičící:

Patrik Kutílek

Předmět zajišťuje:

katedra zdravotnických oborů a ochrany obyvatelstva

Anotace:

Studenti se seznámí s těmito okruhy mechaniky: Obecné fyzikální rovnice, Newtonovy zákony, statika a dynamika, kmitání. Silový a momentový účinek a operace s nimi - skládání a rozklad, nahrazení účinků. Rovnováha silové soustavy v rovině a prostoru - rovnice rovnováhy, uvedení soustav do rovnováhy. Reakce na staticky určitých soustavách - omezení pohybu, prostorové a rovinné vazby, řešení reakcí. Statický moment, centrum tíhy a těžiště plochy. Prostorový moment setrvačnosti - kinetická energie rotačního pohybu, deviační moment, moment hybnosti, zákon zachování momentu hybnosti. Plošný moment setrvačnosti - deviační moment, polární moment, Mohrova kružnice, hlavní momenty setrvačnosti, elipsa setrvačnosti. Vnitřní statické účinky - nosník, soustava desek, průběh vnitřních statických účinků, kinematická metoda, staticky neurčité úlohy. Mechanické vlastnosti materiálů - zkoušky mechanických vlastností, napětí a deformace, Hookeův zákon. Stav napjatosti materiálu - jednoosý a dvojosý stav napjatosti, prostý ohyb, průhybová křivka, namáhání krutem, zkos, návrh průřezu, tenkostěnné průřezy, kombinované namáhání, nelineární modely. Vzpěrná pevnost - kritické břemeno, stabilita prutů, výpočet průřezu. Zkoušky tvrdosti, adheze, houževnatosti, tribologické.

Požadavky:

Podmínky zápočtu - účast na řešení úloh při cvičeních minimálně 70%,

Zkouška: splnění podmínek zápočtu, prokázání znalostí odpovídajících odpřednášené látce formou písemného testu obsahujícího jak teoretické otázky (tři), tak početní příklady (tři). Písemný test bude hodnocen body. Z každé odpovědi může student získat 0,5 nebo 1 bod. Pro získání E je nutný min. počet 3 bodů, pro získání A je nutných 5 a více bodů. V případě nejednoznačného klasifikačního stupně bude navazovat zkouška ústní.

Otázky ke zkoušce jsou z těchto okruhů:

Statika a dynamika, objemové a průřezové charakteristiky, materiálové vlastnosti a materiálové zkoušky, teorie pevnosti a pružnosti.

Otázky vztahující se k početním příkladům odpovídají příkladům uvedeným ve skriptech Vybrané kapitoly z experimentální biomechaniky (Kutílek, Žižka).

Osnova přednášek:

1.Obecné fyzikální rovnice, Newtonovy zákony, statika a dynamika, základy kmitání.

2.Silový a momentový účinek a operace s nimi, skládání a rozklad, nahrazení účinků.

3.Rovnováha silové soustavy v rovině a prostoru, rovnice rovnováhy, uvedení soustav do rovnováhy.

4.Reakce na staticky určitých soustavách, omezení pohybu, prostorové a rovinné vazby, řešení reakcí

5.Fyzikální charakteristiky 2D a 3D objektů, Statický moment, centrum tíhy a těžiště plochy. Prostorový moment setrvačnosti - kinetická energie rotačního pohybu,

6.Deviační moment, moment hybnosti, zákon zachování momentu hybnosti, plošný moment setrvačnosti, polární moment, Mohrova kružnice, hlavní momenty setrvačnosti, elipsa setrvačnosti.

7.Vnitřní statické účinky, nosník, soustava desek, průběh vnitřních statických účinků, kinematická metoda, staticky neurčité úlohy.

8.Mechanické vlastnosti materiálů, zkoušky mechanických vlastností, napětí a deformace, Hookeův zákon.

9.Stav napjatosti materiálu, jednoosý a dvojosý stav napjatosti, prostý ohyb, průhybová křivka,

10.Namáhání krutem, zkos, návrh průřezu, tenkostěnné průřezy,

11.Kombinované namáhání, nelineární modely.

12.Vzpěrná pevnost, kritické břemeno, stabilita prutů, výpočet průřezu

13.Výpočty strojních součástí namáhaných staticky a dynamicky

14.Zkoušky tvrdosti, adheze, houževnatosti, tribologické.

Osnova cvičení:

1)Obecné fyzikální rovnice, Newtonovy zákony, statika a dynamika,

2)Obecné fyzikální rovnice, Newtonovy zákony, statika a dynamika, Kmitání.

3)Silový a momentový účinek a operace s nimi - skládání a rozklad, nahrazení účinků.

4)Rovnováha silové soustavy v rovině a prostoru - rovnice rovnováhy, uvedení soustav do rovnováhy.

5)Reakce na staticky určitých soustavách - omezení pohybu, prostorové a rovinné vazby, řešení reakcí.

6)Statický moment, centrum tíhy a těžiště plochy. Prostorový moment setrvačnosti - kinetická energie rotačního pohybu,

7)Deviační moment, moment hybnosti, zákon zachování momentu hybnosti.

8)Plošný moment setrvačnosti - deviační moment, polární moment, Mohrova kružnice, hlavní momenty setrvačnosti, elipsa setrvačnosti.

9)Vnitřní statické účinky - nosník, soustava desek, průběh vnitřních statických účinků, kinematická metoda, staticky neurčité úlohy

10)Mechanické vlastnosti materiálů - zkoušky mechanických vlastností, napětí a deformace, Hookeův zákon.

11)Stav napjatosti materiálu - jednoosý a dvojosý stav napjatosti, prostý ohyb, průhybová křivka,

12)Namáhání krutem, zkos, návrh průřezu, tenkostěnné průřezy,

13)Kombinované namáhání, nelineární modely.

14)Vzpěrná pevnost - kritické břemeno, stabilita prutů, výpočet průřezu.

Cíle studia:

Předmět je určen pro všechny studenty, kteří si potřebují dostudovat znalosti a vytvořit si obecné povědomí o mechanice těles, soustav a teorií pevnosti. Obsah je zvolen tak, aby postačil k pochopení a zvládnutí problematik v navazujících předmětech, především předmětu Biomechanika, Robotika, Rehabilitační inženýrství. V případě, že si student daný předmět nezvolí a nikdy neměl možnost si tyto základy doplnit, bude vystaven riziku nepochopení následných problematik v navazujících předmětech, ve kterých není brán na toto zřetel.

Studijní materiály:

1. Petrtýl M., Lipanský E., Stavební mechanika 11 a 21, Praha : ČVUT, 2003.

2. Michalec J.: Pružnost a pevnost I, ČVUT. 2001

3. Miláček S., Měření a vyhodnocování mechanických veličin, Praha: ČVUT, 2001.

4. Vondrová R.: Statika I, Praha: ČVUT, 2007

5. Kutílek, P., Žižka, A. Vybrané kapitoly z experimentální biomechaniky. 1. Vydání.Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2012, 165 s.,

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost KL:B-135 Kutílek P. 12:00–13:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebna
Út
St
Čt
Pá	místnost KL:C-2 Kutílek P. 08:00–11:50 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1 paralelka 1) Kladno FBMI C2, salonek

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Prospectus - bakalářský (!)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika v aj (povinný předmět)
• Bakalářský studijní program Biomedicínská technika v aj (povinný předmět)