BM0024 Konstrukciju elementu šļūde

Kods BM0024
Nosaukums Konstrukciju elementu šļūde
Statuss Obligātais/Ierobežotās izvēles
Līmenis un tips Doktora, Akadēmiskais
Tematiskā joma Būvniecība
Struktūrvienība Būvniecības un mašīnzinību fakultāte
Mācībspēks Jānis Šliseris, Līva Pupure, Leonīds Pakrastiņš
Kredītpunkti 7.0
Daļas 2
Anotācija Studiju kursā tiek apgūta materiālu un konstrukciju elementu ilglaicīgā, no laika atkarīgā uzvedība – šļūde un relaksācija – un tās aprakstīšanas teorētiskās un eksperimentālās metodes. Aplūkoti šļūdes mehānismi un to ietekmējošie faktori (spriegums, temperatūra, mitrums, materiāla vecums) dažādos konstrukciju materiālos – koksnē un koksnes kompozītos, betonā, polimēros un plastmasās, šķiedru kompozītmateriālos, asfaltā un metālos paaugstinātā temperatūrā. Studējošie apgūst lineārās, pēcdarbības un nelineārās šļūdes modeļus un to pielietojumu siju, plātņu, spiestu stieņu, kompozītmateriālu un saliktu šķērsgriezumu spriegumu un deformāciju stāvokļa, noturības un ilglaicīgās stiprības novērtēšanā..
Praktiskajās nodarbībās un individuālajā aprēķina darbā studējošie nosaka šļūdes modeļu parametrus no eksperimentālajiem datiem, veic analītiskus un skaitliskus aprēķinus un prognozē konstrukciju uzvedību visā to kalpošanas laikā. Studiju kurss attīsta sistēmisko un kritisko domāšanu un spēju pamatot ilgmūžīgus un resursefektīvus risinājumus, t.sk. izmantojot bio bāzes, pārstrādātus un zemas oglekļa emisijas materiālus, tādējādi sekmējot ANO ilgtspējīgas attīstības mērķu (9., 11., 12. un 13. mērķis) sasniegšanu un Eiropas ilgtspējas kompetenču sistēmā GreenComp noteikto kompetenču attīstību..
Studiju kursa saturs
Saturs Pilna un nepilna laika klātienes studijas Nepilna laika neklātienes studijas
Kontaktstundas Patstāvīgais darbs Kontaktstundas Patstāvīgais darbs
Šļūdes un relaksācijas fizikālā būtība dažādos materiālos: koksne un koksnes kompozīti, betons, polimēri un plastmasas, šķiedru kompozītmateriāli, asfalts, metāli paaugstinātā temperatūrā. Šļūdes stadijas un to ietekmējošie faktori (spriegums, temperatūra, mitrums, materiāla vecums). Eksperimentālās metodes. 6 12 0 0
Elastīgi-viskozo (reoloģisko) modeļu teorija: Maksvela, Kelvina–Foigta, standarta lineārā cietā ķermeņa un vispārinātie modeļi; šļūdes un relaksācijas funkcijas. Vienkāršots lineāras šļūdes likums. 8 16 0 0
Lineāras pēcdarbības (iedzimtības) šļūdes teorija: Bolcmana superpozīcijas princips, integrālvienādojumi, Laplasa transformācijas pielietojums, šļūdes un relaksācijas kodoli, Prony rindas. 8 18 0 0
Materiāli ar laikā mainīgām īpašībām: betona novecošanās, koksnes un polimēru mehanosorbcijas šļūde, mitruma un temperatūras ietekme; laika–temperatūras superpozīcija. 6 14 0 0
Šļūdes modeļu parametru noteikšana no eksperimentālajiem datiem (aproksimācija, regresija) un materiālu ilglaicīgās uzvedības prognozēšana. Šļūdes modeļi projektēšanas standartos (piemēram, Eirokodeksos betonam un koksnei). 4 12 0 0
Viskoelastīgas nepārtrauktas vides un sistēmu šļūde: korespondences (elastīgi-viskoelastīgās analoģijas) princips, spriegumu pārdale kompozītmateriālos un saliktos šķērsgriezumos (piemēram, tērauda–betona, koka–betona). 8 10 0 0
Šļūdošu siju un plātņu spriegumu un deformāciju aprēķins, ilglaicīgās izlieces. Šļūdošu spiestu stieņu noturība (kritiskais laiks). 8 12 0 0
Nelineārā šļūde: nelineāri konstitutīvie modeļi, vienkāršākais gabaliem lineārs deformēšanās likums, šļūdes bojājumi un ilglaicīgā stiprība (statiskais nogurums). 6 10 0 0
Temperatūras un mitruma spriegumi šļūdošos materiālos. Šļūdes modelēšana ar galīgo elementu metodi. 6 8 0 0
Šļūdes ievērošana ilgtspējīgu konstrukciju projektēšanā: kalpošanas laika prognozēšana, bio bāzes (koksne), pārstrādātu un zemas oglekļa emisijas materiālu (piemēram, pārstrādātas plastmasas, betons ar papildu cementējošām vielām) ilglaicīgās uzvedības izvērtēšana (ANO IAM 9, 11, 12, 13). 4 6 0 0
Kopā: 64 118 0 0
Mērķis un uzdevumi, izteikti
kompetencēs un prasmēs
Studiju kursa mērķis ir veidot padziļinātu izpratni par materiālu un konstrukciju ilglaicīgo (no laika atkarīgo) uzvedību un attīstīt kompetenci novērtēt šļūdes ietekmi uz dažādu materiālu – koksnes, betona, polimēru un plastmasu, šķiedru kompozītu u.c. – konstrukciju elementu spriegumu un deformāciju stāvokli, noturību un ilglaicīgo stiprību, sekmējot ilgmūžīgu un resursefektīvu risinājumu izstrādi atbilstoši ANO ilgtspējīgas attīstības mērķiem. Studiju kursa uzdevumi: – veidot izpratni par šļūdes un relaksācijas fizikālo būtību, mehānismiem un tos ietekmējošiem faktoriem dažādos konstrukciju materiālos; – attīstīt prasmi aprakstīt materiālu lineāro, pēcdarbības un nelineāro šļūdi ar reoloģiskajiem modeļiem un integrālajām sakarībām; – attīstīt spēju noteikt šļūdes modeļu parametrus no eksperimentālajiem datiem un prognozēt materiālu ilglaicīgo uzvedību; – attīstīt spēju novērtēt šļūdes ietekmi uz konstrukciju elementu un kompozītmateriālu spriegumu un deformāciju stāvokli, noturību un ilglaicīgo stiprību; – attīstīt spēju izmantot šļūdes analīzes rezultātus ilgtspējīgu konstrukciju risinājumu izvērtēšanā, pilnveidojot GreenComp sistēmiskās domāšanas, kritiskās domāšanas, problēmu formulēšanas un nākotnes pratības kompetences.
Sasniedzamie studiju
rezultāti un to vērtēšana
1. Izprot šļūdes un relaksācijas fizikālo būtību, mehānismus un tos ietekmējošos faktorus dažādos konstrukciju materiālos (koksne, betons, polimēri un plastmasas, kompozītmateriāli u.c.). - Eksāmens (teorētiskie jautājumi), kontroldarbs. Kritēriji: fizikālo mehānismu skaidrojuma precizitāte; spēja salīdzināt dažādu materiālu ilglaicīgo uzvedību.
2. Prot aprakstīt materiālu lineāro, pēcdarbības un nelineāro šļūdi ar reoloģiskajiem modeļiem un integrālajām sakarībām dažādos slogojuma, temperatūras un mitruma apstākļos. - Praktiskie darbi, kontroldarbi, eksāmens (uzdevums). Kritēriji: modeļa izvēles pamatojums; matemātiskā apraksta un aprēķinu pareizība.
3. Spēj noteikt šļūdes modeļu parametrus no eksperimentālajiem datiem un prognozēt materiālu ilglaicīgo uzvedību, kritiski izvērtējot prognozes ticamību. - Praktiskie darbi, individuālais aprēķina darbs. Kritēriji: aproksimācijas kvalitāte; ekstrapolācijas pieņēmumu un nenoteiktības izvērtējums.
4. Spēj novērtēt šļūdes ietekmi uz konstrukciju elementu (siju, plātņu, spiestu stieņu) un kompozītmateriālu spriegumu un deformāciju stāvokli, noturību un ilglaicīgo stiprību. - Individuālais aprēķina darbs, eksāmens (uzdevums). Kritēriji: aprēķina shēmas un pieņēmumu korektums; rezultātu pareizība un interpretācija.
5. Spēj izmantot šļūdes analīzes rezultātus ilgmūžīgu un resursefektīvu konstrukciju risinājumu izvērtēšanā, t.sk. bio bāzes, pārstrādātiem un zemas oglekļa emisijas materiāliem, sistēmiski un kritiski argumentējot to saistību ar ANO ilgtspējīgas attīstības mērķiem. - Individuālā aprēķina darba ilgtspējas izvērtējums (pārskats un prezentācija). Kritēriji: alternatīvu materiālu un risinājumu salīdzinājums; argumentācijas sistēmiskums un kritiskums; sasaiste ar ANO IAM.
Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji
Praktiskie darbi un kontroldarbi - 40%
Individuālais aprēķina darbs (pārskats un prezentācija) - 20%
Eksāmens - 40%
 
Priekšzināšanas Zināšanas augstākajā matemātikā (diferenciālvienādojumi, integrālvienādojumi vai integrālie pārveidojumi), materiālu pretestībā, būvmehānikā vai deformējama cieta ķermeņa mehānikā un materiālu īpašībās inženierzinātņu maģistra studiju līmenī. Prasme veikt inženiertehniskus aprēķinus ar datorprogrammām (piemēram, MATLAB, Python vai izklājlapām). Prasme patstāvīgi analizēt zinātnisko literatūru angļu valodā.
Studiju kursa plānojums
Daļa KP Stundas Pārbaudījumi
Lekcijas Prakt. d. Lab. Ieskaite Eksāmens Darbs
1 4.0 8.0 24.0 0.0 *
2 3.0 8.0 24.0 0.0 *

Pieteikties uz šo kursu

[Kursa apraksts PDF formātā]