Mechanika - FT - UTB
Anotace |
|
MECHANIKA
Popis předmětu KOMPOZITNÍ MATERIÁLY II
Popis předmětu
Předmět navazuje na KM 1 zabývá se problematikou technologie kompozitních materiálů určených pro konstrukci mechanických systémů se zvláštním zřetelem na kompozity s krátkými a dlouhými vlákny. Důraz je kladen na plniva, např. sklo, aramidy, uhlíková vlákna, přírodní vlákna a jejich interakci s matricí a technické způsoby ovlivnění této interakce. Je pojednáno o elektroaktivních kompozitních a polymerních materiálech a jejich využití v elektrotechnickém a elektronickém průmyslu. Jsou probírány moderní směry vývoje polymerních materiálů a pokročilých technologií, jako nanokompozity, whiskery, kompozity uhlík-uhlík, fullereny, nanotrubice, inteligentní materiály a struktury, kompozitní materiály v biologických systémech.
Garant předmětu:
prof. Ing. Lubomír Lapčík, Ph.D.
Přednášející
Mgr. Roman Dlabaja
Cvičící laboratoře
Ing. Martin Juřička, Ph.D.
Teze přednášek v jednotlivých týdnech zimního semestru:
1.Slovník používaných termínů, typy kompozitů, příklady kompozitů, definice kompozitního materiálů jako vícefázového systému
2.Polymerní (termosetové a termoplastové) a další matrice. Mechanické a fyzikální vlastnosti, volba, příprava, technologie
3.Výztuže používané v kompozitech (vlákno, tkanina, rouno, …), typy materiálů, adheze, povrchová úprava, mechanické a fyzikální vlastnosti, moderní materiály …
4.Jednosměrné kompozity s kontinuálními vlákny, mechanika, pevnost, tuhost a modul v podélném a příčném směru, směšovací pravidla.
5.Kritické a minimální hodnoty objemového podílu plniva, empirické vztahy Halpina-Tsaie
6.Krátkovláknové kompozity jednosměrné a s nahodilou orientací, vliv konců vláken na mechanické vlastnosti, vztahy charakterizující mechanické vlastnosti, pevnosti a moduly v podélném a příčném směru, smykové namáhání
7.Typy porušování kompozitů, teplotní roztažnost a transportní (přenosové) vlastnosti
8.Lamináty (ortotropní, izotropní a anizotropní materiály), mechanika laminátů, postup výpočtů..
9.Technologie výroby různých typů laminátů (ruční, rotační odlévání, nastřikování, tlakové vstřikování, pultzruze, bag moulding, lisování, RTM, SCRIMP, SRIM, …). Aplikace, ukázky výrobků, volba technologie.
10.Zkušebnictví kompozitů (vstupní suroviny, matrice, výztuž, parametry důležité z hlediska technologie, výstupní kontrola hotového výrobku). Normalizace, legislativní rámec v ČR a zemích EU.
11.Exkurze u výrobce. Proces výroby od vstupních surovin, výrobní technologie, výstupní kontrola, aplikace, ….
Doporučená literatura:
Agarwal B.D., Broutman L.J.: "Vláknové kompozity", SNTL, Praha (1987). (DT 531.8:677.499.004.12).
American Society for Testing and Materials: "Composite Materials: Testing and design",
ASTM Special Technical Publication 546 (04-546000-33).
BaReš R.A.: "Kompozitní materiály", SNTL, Praha (1988) (DT 691.1/7).
Barbero E. J.: "Introduction to Composite Materials Design" , Taylor & Francis (1999).
(ISBN 1-56032-701-4).
ČVUT v Praze, Centrum pro kompozitní materiály a konstrukce, ČVUT Kloknerův ústav a ČVUT strojní fakulta: "Vláknové kompozity" Sborník přednášek (ISBN 80-01-02464-4).
Mazumdar S.K.: "Composites manufacturing: materials, products and process engineering."
CRC Press, Boca Raton (2002). (ISBN 0-8493-0585-3).
Ptáček a kol.: "Nauka o materiálu I.", Akademické nakladatelství CERM, Brno (2001), str. 1 - 505.
(ISBN 80-7204-193-2).
Ptáček a kol.: "Nauka o materiálu II.", Akademické nakladatelství CERM, Brno (1999), str. 1 - 350.
(ISBN 80-7204-130-4).
Jančář J.: "Úvod do materiálového inženýrství polymerních kompozitů", VUT Brno, 2003. (ISBN 80-214-2443-5).
Riande E., Díaz-Calleja R., Prolongo M.G., Masegosa R.M., Salom C.: "Polymer viscoelasticity",
Marcel Dekker AG, Basel. (ISBN 0-8247-7904-05).
Schätz M., Vondráček P.: "Zkoušení polymerů", Učební text pro VŠ, VŠCHT, Praha (1988).
Woebcken W.: "Saechtling International Plastics Handbook", Hanser Publishers, (1995)
(ISBN 3-446-18172-5).
FYZIKA I
Popis předmětu
Základy kinematiky a dynamiky hmotného bodu, soustavy hmotných bodů a tělesa. Úvod do mechaniky kapalin a plynů. Kmity a vlny, Termika, termodynamika, fázové přeměny.
Cíl: vztah fyziky k technickým předmětům, přístup k řešení základních technických problémů, osvojení fyzikálních pojmů a zákonitostí.
Elektrické pole, kapacita, dielektrika, vedení elektrického proudu, jednoduché elektrické obvody, měřící přístroje, střídavý proud, magnetické pole, elektromagnetická indukce, obvody RLC.
Cíl: vztah fyziky k technickým předmětům, přístup k řešení základních technických problémů, osvojení fyzikálních pojmů a zákonitostí.
Garant předmětu:
doc. RNDr. Jiří Dostál, CSc.
Přednášející
doc. RNDr. Jiří Dostál, CSc.
doc. RNDr. Petr Ponížil, PhD.
Semináře:
Ing. Martin Juřička, Ph.D.
Ing. Dušan Fojtů, Ph.D.
Ing. Petr Elisek, Ph.D.
RNDr. Eva Kutálková, CSc.
RNDr. Marta Slížová, CSc.
Teze přednášek v jednotlivých letního týdnech semestru:
1. Kinematika.
a) základní veličiny - poloha, rychlost, zrychlení
b) rovnoměrný pohyb
c) rovnoměrně zrychlený pohyb
d) vrhy
e) pohyb po kružnici
2. Dynamika.
a) síla a hmotnost
b) Newtonovy pohybové zákony
c) třecí síla
d) pohybová rovnice pro postupný pohyb práce, energie
e) inerciální a neinerciální soustavy
f) hybnost
g) práce síly
h) kinetická energie
i) potenciální energie (v gravitačním poli)
j) zachování (mechanické) energie
k) výkon
3. Pohyb soustavy hmotných bodů.
a) zákon zachování hybnosti
b) těžiště
c) moment setrvačnosti
d) moment síly a hybnosti
e) impulsové věty
f) energie rotující soustavy
4. Kapaliny.
a) tlak, hydrostatický tlak
b) Pascaslův zákon, Archimédův zákon
c) rovnice kontinuity, Bernouliova rovnice
5. Kmity a vlny.
a) harmonický pohyb
b) kmity tělesa na pružině
c) energie kmitů
d) skládání kmitů
e) rovnice vlny v prostoru
f) skládání vln
6. Gravitační a elektrické pole.
a) Newtonův gravitační zákon
b) Coulombův zákon
c) intenzita pole
d) práce síly
e) potenciál
f) vztah mezi intenzitou a potenciálem
7. Intenzita a potenciál el. pole ve vakuu a dielektriku.
a) vztah mezi intenzitou a potenciálem
b) elektrický tok
c) Gaussův zákon
d) elektrický dipól
8. Kapacita, dielektrika.
a) vodič v elektrickém poli
b) elektrické pole v dielektriku
c) kapacita
d) kondenzátor
e) spojování kondenzátorů
f) energie elektrického pole
9. Elektrický proud v obvodech.
a) Ohmův zákon
b) výkon stejnosměrného proudu
c) spojování odporů
d) elektromotorické a svorkové napětí
e) Kirchhoffovy zákony
10. Magnetické pole.
a) vektor magnetické indukce
b) silové působení pole na náboj - Lorentzova síla
c) magnetické pole pohybujících se nábojů - Biot-Savartův zákon
d) magnetické pole vodiče s proudem - Ampérův zákon
e) vektor magnet. indukce přímého vodiče, smyčky, solenoidu
f) silové působení magnet. pole na smyčku
11. Elektromagnetická indukce.
a) magnetický indukční tok
b) Faradayův zákon elektromagnetické indukce
c) vznik střídavého proudu
d) vlastní a vzájemná indukčnost
12. Střídavý proud.
a) střední, okamžitá, efektivní a maximální hodnota napětí a proudu
b) výkon a účiník střídavého proudu
Doporučená literatura:
DOSTÁL, J. - JANÁČEK, Z.: Fyzika, VUT Brno (1987).
HORÁK, L.- KRUPKA, F.: Fyzika, SNTL, Praha (1977).
HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: VUT v Brně - Nakladatelství VUTIUM, (2000).
FEYNMAN, R.P. - LEIGHTON, R.B. - SANDS, M: Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady, Fragment, Havlíčkův Brod (2000 ).
URGOŠÍK B.: Fyzika, SNTL, Praha (1981).
OPAVA Z.: Elektřina kolem nás, Albatros, Praha (1985).
HAJKO, DANIEL-SZABÓ : Základy fyziky, VEDA, Bratislava (1980).
KREMPASKÝ J.: Fyzika ALFA+SNTL, Praha (1982).
Budíková M., Mikoláš Š., Osecký P.: "Popisná statistika." Učební texty vysokých škol.
Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno (2001), 1 - 48. 3. vydání (ISBN 80-210-1831-3).
FYZIKA II
Popis předmětu
Kmity - skládání kmitů, vázané oscilátory. Vlnění - interference vln, vlnění v pružném prostředí, zvuk, ultrazvuk. Geometrická optika - zákony odrazu a lomu, čočky, vlastnosti zobrazení, aberace zobrazovacích systémů, základní optické přístroje. Vlnová optika - interference světla na tenkých vrstvách, difrakce světla na mřížce, polarizace světla. Tepelné záření, fotoelektrický jev, radiometrie, fotometrie. Roentgenovo záření, stavba atomu a spektroskopie. Lasery - principy činnosti, typy laserů, použití. Stavba atomového jádra, radioaktivita, dozimetrie, aplikace.
Garant předmětu:
doc. RNDr. Petr Ponížil, PhD.
Přednášející
doc. RNDr. Petr Ponížil, PhD.
Teze přednášek v jednotlivých zimního týdnech semestru:
Cvičící:
Ing.Martin Juřička, Ph.D.
Ing. Petr Elisek, Ph.D.
Ing. Antonín Minařík, Ph.D.
Ing. Petr Smolka, Ph.D.
1. Geometrická optika.
a) elektromagnetické spektrum
b) rychlost světla a její měření
c) rovinné zrcadlo
d) kulové zrcadlo
e) Snellův zákon
f) lom na kulové ploše
g) tenká čočka
h) oko, barevné vidění
i) brýle, lupa
j) mikroskop, dalekohled
k) chromatická disperze
l) vady zobrazení
2. Vlnění.
a) veličiny popisující vlnění, typy vln
b) rychlost podélného vlnění
c) princip superpozice, Fouriérův teorém
d) energie vlny
e) odraz a lom vln
3. Akustika.
a) zvuk - rychlost, frekvenční rozsah
b) hlasitost
c) interference zvuku, zázněje
d) Dopplerův jev
e) nadzvuková rychlost
4. Interference a difrakce.
a) vlnová povaha světla, Huygensův princip, Youngův pokus
b) interference světla
c) interference na tenkých vrstvách
d) interferometry
e) difrakce na mřížce
f) rozlišovací schopnost optických přístrojů
g) koherence
h) polarizace
i) Fresnelovy vzorce
5. Záření absolutně černého tělesa.
a) tepelné záření, definice veličin
b) pohltivost, absolutně černé těleso
c) Stefan-Boltzmannův zákon, Wiennův zákon
d) Planckův zákon
e) skleníkový jev
f) fotoelektrický jev
6. Moderní fyzika.
a) korpuskulárně vlnový model
b) Comptonův jev
c) kvantová mechanika - vlnová funkce, Schrödingerova rovnice
d) kvantová mechanika - Heisenbergův princip neurčitosti
e) kvantová mechanika - částice v potenciálové jámě
f) kvantová mechanika - tunelování, rastrovací tunelový mikroskop
g) kvantová mechanika - paradoxy (Schrödingerova kočička, EPR experiment)
h) meze klasické fyziky, Michalsonův pokus
i) speciální teorie relativity - postuláty
j) speciální teorie relativity - důsledky
k) obecná teorie relativity
Doporučená literatura:
DOSTÁL, J. - JANÁČEK, Z.: Fyzika, VUT Brno (1987).
HORÁK, L.- KRUPKA, F.: Fyzika, SNTL, Praha (1977).
HALLIDAY, D. - RESNICK, R. - WALKER, J.: VUT v Brně - Nakladatelství VUTIUM, (2000).
FEYNMAN, R.P. - LEIGHTON, R.B. - SANDS, M: Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady, Fragment, Havlíčkův Brod (2000 ).
URGOŠÍK B.: Fyzika, SNTL, Praha (1981).
OPAVA Z.: Elektřina kolem nás, Albatros, Praha (1985).
HAJKO, DANIEL-SZABÓ : Základy fyziky, VEDA, Bratislava (1980).
KREMPASKÝ J.: Fyzika ALFA+SNTL, Praha (1982).
FUKA, J, - HAVELKA, B.: Optika a atomová fyzika - I. Optika, SPN, Praha (1961).
Budíková M., Mikoláš Š., Osecký P.: "Popisná statistika." Učební texty vysokých škol.
Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity, Brno (2001), 1 - 48. 3. vydání (ISBN 80-210-1831-3).
|
