ŠÍŘENÍ AKUSTICKÝCH A RÁZOVÝCH VLN V KONTINUU (W11OZ008)
Katedra: | odbor pružnosti a pevnosti () |
Zkratka: | SAVK | Schválen: | 18.01.2021 |
Platí do: | ?? | Rozsah: | 39P+39C |
Semestr: | | Kredity: | |
Zakončení: | ZK | Jazyk výuky: | CS |
Anotace
Cílem předmětu je položit základy teorie a numerického a experimentálního modelování šíření elastických akustických a rázových vln v tělesech
Lineární elastodynamika, Helmholtzova dekompozice, základní typy vln v neohraničeném 3D izotropním prostředí-
Rovinné vlny v neohraničeném 3D izotropním prostředí
Povrchové (Rayleighovy) vlny v pružném poloprostoru
Nestacionární napjatost v tenkém elastickém disku buzeného radiálním rázovým zatížením; disperse elastických vln a vlny Rayleighova typu
Klasické ultrazvukové zkoušky (akustická impedance, druhy ultrazvukového zobrazení - ABC scan, ultrazvuková technika)
Geometrická disperze elastických vln - deskové (Lambovy) vlny
Difúzní vlny a jejich aplikace (time reversal, coda wave interferometry, ambient noise imaging)
Přehled numerických metod pro řešení úlohy lineární elastodynamiky - silná a slabá formulace lineární vlnové
rovnice, metoda konečných prvků (MKP), spektrální MKP, nespojitá Galerkinova metoda, paprsková metoda, metoda konečných diferencí, Nédélecova varianta MKP
Aplikace MKP pro řešení úlohy lineární elastodynamiky - numerické disperzní chyby, explicitní a implicitní časová integrace, volba MKP sítě a časového kroku, moderní časové integrátory
Dynamická plasticita a porušení (XFEM, kohezivní elementy), časová integrace v nelineárních dynamických úlohách, modely pro dynamické chování materiálů
Rázové kontaktní úlohy - přehled numerických algoritmů v MKP
Experimentální metody vyšetřování vlnových dějů v tělesech - přehled experimentálních metod (tenzometrie,
rychlostní kinematografie, digital image correlation, metoda Hopkinsonovy měrné tyče, Taylorův test)
Osnova
Literatura
R. Brepta, Rázy a vlny napětí v pevných elastických tělesech, Vydavatelství ČVUT, Praha 1977.
T.J.R. Hughes, The Finite Element Method: Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis, Dover Publications, 2000.
J. Krautkrämer and H. Krautkrämer. Ultrasonic testing of materials. Springer Science & Business Media, 2013.
K.F. Graff, Wave Motion in Elastic Solids. The Clarendon Press, Oxford 1975.
G. Cohen, S. Pernet, Finite Element and Discontinuous Galerkin Methods for Transient Wave Equations, Springer; 1st ed. 2017.
T. Belytschko, W.K. Liu, B. Moran, K. Elkhodary, Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, Wiley; 2nd ed, prosince 2013.
N. D. Cristescu, Dynamic Plasticity, World Scientific Publishing. 2007.
R. Snieder and K. Wapenaar, Imaging with ambient noise, Phys. Today, vol. 63, no. 9, pp. 44–49, Sep. 2010.
J. L. Rose, Ultrasonic Guided Waves in Solid Media. New York: Cambridge University Press, 2014