Termomechanika

Informacje

Prowadzący: dr inż. Marcin Nowak
tel. : 698 397 325
mail: nowakm@ippt.pan.pl
IPPT PAN (działalność naukowa)

Godziny zajęć

Wykład 08:15-9:45 sala 314
Ćwiczenia 10:15-:11:45 sala 314
Laboratoria 12:15- 13:45 sala 218

Konsultacje

po wcześniejszym uzgodnieniu terminu

Wprowadzenie do przedmiotu

0. Wprowadzenie

Wykład

Zajęcia prowadzone są w oparciu o książkę "M. Kleiber, P. Kowalczyk, Wprowadzenie do nieliniowej termomechaniki ciał odkształcalnych, Wyd. IPPT PAN, 2011". Poniżej znajdują się materiały dydaktyczne, które prezentowane są w ramach wykładu.

1 Wprowadzenie do przedmiotu 2. Podstawowe pojęcia 3. Podstawy algebry i analizy tensorowej 4. Tensory drugiego rzędu 5. Tensory wyższych rzędów, funkcje i pola tensorowe 6. Kinematyka, gradient deformacji, tensor odkształcenia 7. Interpretacja geometryczna miar odkształcenia 8. Odkształcenie objętościowe i powierzchniowe 9. Pochodna materialna, prędkość, przyśpieszenie 10. Siły, tensor naprężenia 11. Zasady zachowania masy, pędu i momentu pędu 12. Równania konstytutywne, liniowa sprężystość 13. Pełzanie i relaksacja 14. Zagadnienie przewodnictwa ciepła 15. Zagadnienie termomechaniki ciała odkształcalnego 16. Sprężysto-plastyczność

Zaliczenie wykładu odbywa się na podstawie dwóch kolokwiów. Poniżej znajduje sie lista obowiązujących zagadnień.

Kolokwium nr 1. Kolokwium nr 2.

Ważniejsze wzory z całego wykładu oraz dodatkowe zagadnienia związane z przedmiotem

Równania, definicje Dodatki

Laboratoria

Zajęcia prowadzone są z użyciem komercyjnego programu metody elmentów skończonych Abaqus. Wersje do nauki można pobrać bezpatnie z strony producenta Abaqus Learnig Edition

Podstawowe informacje o programie ABAQUS (w języku angielskim)

Introduction

Poniżej znajdują się materiały pomocnicze do zadań realizowanych w ramach zajęć laboratoryjnych.

1. Płaski stan naprężenia w tarczy 2. Skręcanie powłoki typu plaster miodu 3. Zagadnienie kontaktowe 4. Ustalony i nieustalony przepływ ciepła 5. Uderzenie pocisku w sztywną płytę 6. Płaski stan odkształcenia - zgniatanie prętów 7. Interakcja płynu z konstrukcją 8. Zginanie belki wspornikowej o przekroju dwuteowym 9. Analiza termiczno-mechanicza hamulca tarczowego 10. Proces jednoosiowego rozciągania 11. Anizotropia kompozytów warstwowych 12. Propagacja fali wybuchowej, zniszczenie 13. Ugięcie mostu kratowego 14. Zgniatanie profilu cienkościennego 15. Połączenie przegubowe

W ramach zajęć laboratoryjnych należy wykonać projekt obliczeniowy.

Instrukcja przygotowania projektu Przykładowy projekt Projekty przygotowywane przez studentów

Ćwiczenia

Tematy zadań realizowane podczas ćwiczeń

1. Zagadnienie jednowymiarowe 2. Analiza tensorowa 3. Operacje na tensorach 4. Twierdzenie Gaussa-Ostrogradzkiego 5. Deformacja, odkształcenie 6. Miary odkształcenia i ich interpretacja 7. Kolokwium I 8. Pochodna materialna, pole prędkości 9. Równanie ciągłości 10. Tensor naprężenia, naprężenie ekwiwalentne 11. Równania konstytutywne 12. Przepływ ciepła 13. Sprzężenia termomechaniczne 14. Kolokwium II 15. Ćwiczenia praktycznie laboratorium IPPT PAN

Propozycje prac magisterskich

Prowadzę prace magisterskie z zakresu metod numeryczny wykorzystywanych do symulacji deformacji ciał stałych w szczególności:

Implementacja metod numerycznych: Metoda Elementów Skończonych, Peridynamika.
Symulace złożonych zagadnień konstrukcyjnych z wykorzystaniem programu Abaqus.
Geometria obliczeniowa w ujęciu modelowania strukury ciał stałych.

O przedmiocie

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z pojęciami i prawami termomechaniki ciał odkształcalnych pod kątem ich zastosowań do komputerowej symulacji ruchu i deformacji rzeczywistych obiektów (w szczególności konstrukcji inżynierskich) pod wpływem obciążeń mechanicznych i termicznych oraz obliczeń wytrzymałościowych tych obiektów. W ramach przedmiotu studenci poznają:

podstawy teoretyczne analizy i algebry tensorów,
metody matematyczne tensorowego opisu deformacji i stanu naprężeń w kontinuum materialnym,
prawa termomechaniki kontinuum materialnego, wyrażone w postaci układu nieliniowych równań różniczkowychcząstkowych na czasoprzestrzennych polach tensorowych,
podstawy formułowania przybliżonych metod numerycznego rozwiązywania tych równań,
program metody elementów skończonych ABAQUS.

Literatura związana z prowadzonym przedmiotem

Lista pozycji literaturowych