Detail předmětu

Mezní stavy materiálů

FSI-6MS-KAk. rok: 2018/2019

Konstrukční návrhy strojů, vozidel i konstrukcí, které jsou ekonomické a bezpečné vyžadují jednak efektivní využití materiálu a jednak záruku, že nedojde k havárii konstrukce z titulu poškození materiálu. Havárie konstrukce, zařízení způsobená selháním materiálu se označuje termínem Mezní stav materiálu. Jedná se tedy o vědní obor, který se věnuje studiu mechanických vlastností materiálu, především problémům, jako je vznik deformace, iniciace a šíření lomu. Kurs obsahuje jak tradičně používané přístupy pro hodnocení deformačního a lomového chování (zkoušení materiálu, vznik plastické deformace, vysokocyklová únava a creep), tak i relativně nové přístupy, jako jsou např. nízkocyklová únava a zvláště lomová mechanika.

Výsledky učení předmětu

Kurs umožňuje studentům získat přehled o podstatě, způsobu měření a praktickém použití mechanických charakteristik konstrukčních materiálů.

Prerekvizity

Úvodní vysokoškolské kurzy z matematiky, chemie, fyziky a materiálových věd

Doporučená nebo povinná literatura

Anderson T.L:: Fracture Mechanics, Fundamentals and Applications, CRS Press 1995
Veles P.: : Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov,ALFA, SNTL 1985
Vlach B.:: Mezní stavy materiálu,http://www.zam.fme.vutbr.cz/~vlach/
Ashby F.M.- Jones D.R.H.:: Engineering Materials I,II,Pergamon Press 1995
Strnadel B.:: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství ,skripta VŠB, dostupné v areálové knihovně
Dowling E.N.: : Mechanical Behaviour of Materials,Prentice Hall International Editions 1993

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: Základní podmínkou udělení zápočtu je absolvování všech cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele.
Nedílnou součástí pro získání klasifikovaného zápočtu je úspěšné zvládnutí testu, který se skládá z příkladů. V této části je možné použít poznámky z přednášek a protokoly ze cvičení.
Zkouška: Zkouška se skládá ze dvou částí - písemné a ústní. V písemné části zkoušky student musí úspěšně zvládnout test skládající se z teoretických otázek. V případě, že student v teoretickém testu nedosáhne alespoň 50% úspěšnost, není připuštěn k ústní části zkoušky. Při ústní zkoušce student zodpoví otázky zadané zkoušejícím v rozsahu odpřednášené a odcvičené látky.

Jazyk výuky

čeština

Cíl

Kurs je zaměřen na metody používané k zajištění integrity strojních zařízení a konstrukcí. Metody zahrnují dvě části - vlastní výpočet a hodnocení odolnosti materiálu vůči porušení. Úkolem kursu je výklad podstaty a hodnocení odolnosti materiálu vůči porušení na základě materiálových charakteristik (mez kluzu, lomová houževnatost nebo křivky napětí - doba života při únavě nebo při creepu).

Tento předmět je zařazen jako povinně volitelný ve 3. ročníku obecného bakalářského studia. Jeho volba je doporučena v případě, že student hodlá volit obor M-ADI, M-FLI, M-IMB, M-MTI, M-MET či M-PRI.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Cvičení jsou povinná a neúčast na cvičeních musí být omluvena. V případě neúčasti na cvičení student vypracuje ze cvičení protokol a prokáže vyučujícímu, že danou problematiku pochopil.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B3S-K bakalářský

    obor B-KSB , 3. ročník, zimní semestr, 4 kredity, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Konzultace

9 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Vymezení předmětu mezní stavy materiálů
Elastická deformace
Plastická deformace I - fyzikální princip
Plastická deformace II. Křivka napětí - deformace smluvní a skutečná
Časově závislá deformace - creep, vnitřní útlum
Základy lineární elastické lomové mechaniky. Kriteria lomu G,K.
Základy elasticko - plastické lomové mechaniky (CTOD, J- integrál)
Křehký lom ocelí I, tranzitní teploty
Křehký lom ocelí II, lomová houževnatost
Únava materiálu I
Lomové chování keramiky, plastů
Aplikace lomové mechaniky při konstrukčním návrhu součásti.
Shrnutí probrané látky formou referátů, které si připraví studenti.

Laboratorní cvičení

9 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1 - Úvodní cvičení. Exkurze v laboratořích mechanických zkoušek. Internet - vyhledávání materiálů, norem a literatury.
2 - Příklady na využití poznatků o elastickém chování materiálů
3 a 4 - Příklady na využití poznatků o plastické deformaci
5 a 6 - Příklady na využití poznatků o tranzitním lomovém chování ocelí
7 a 8 - Příklady na využití poznatků z oblasti lomové mechaniky
9 - Příklady na využití poznatků o únavě materiálu
10 - Příklady na využití poznatků o creepovém chování materiálu
11 - Praktické příklady - kovy
12 - Praktické příklady - plasty a keramiky
13 - Praktické příklady, pohovor pro udělení zápočtu
Poznámka - Návody do cvičení jsou aktualizovány a studenti si je mohou zkopírovat z internetových stránek

Řízené samostudium

34 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Vymezení předmětu mezní stavy materiálů
Elastická deformace
Plastická deformace I - fyzikální princip
Plastická deformace II. Křivka napětí - deformace smluvní a skutečná
Časově závislá deformace - creep, vnitřní útlum
Základy lineární elastické lomové mechaniky. Kriteria lomu G,K.
Základy elasticko - plastické lomové mechaniky (CTOD, J- integrál)
Křehký lom ocelí I, tranzitní teploty
Křehký lom ocelí II, lomová houževnatost
Únava materiálu I
Lomové chování keramiky, plastů
Aplikace lomové mechaniky při konstrukčním návrhu součásti.
Shrnutí probrané látky formou referátů, které si připraví studenti.