Detail předmětu

Mezní stavy materiálů

FSI-6MSAk. rok: 2007/2008

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

prof. RNDr. Bohumil Vlach, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství (ÚMVI)

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky udělení zápočtu: Základní podmínkou udělení zápočtu je
absolvování všech cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle
pokynů učitele.
Klasifikovaný zápočet:
Studenti získají klasifikovaný zápočet za absolvování všech cvičení, zpracování zpracování protokolů ze cvičení podle pokynů učitele. Nedílnou součástí pro získání klasifikovaného zápočtu je úspěšné zvládnutí testu, který se skládá z příkladů a teoretických otázek.
Zkouška:
Zkouška se skládá ze dvou částí - písemné a ústní.
V písemné části zkoušky student zpracuje tři otázky - teoretické téma,
příklad řešený na cvičení a příklad neřešený na cvičení. V této části je
možné použít poznámky z přednášek a protokoly ze cvičení. Při ústní
zkoušce student vysvětlí teoretické téma a uvede stručně jak jednotlivé
příklady řešil včetně vztahů a předpokladů z nichž vycházel.

Učební cíle

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).

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.

Základní literatura

Anderson T.L:: Fracture Mechanics, Fundamentals and Applications, CRS Press 1995 (EN)
Ashby F.M.- Jones D.R.H.:: Engineering Materials I,II,Pergamon Press 1995 (EN)
Dowling E.N.: : Mechanical Behaviour of Materials,Prentice Hall International Editions 1993 (EN)

Doporučená literatura

Veles P.: Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov, ALFA, SNTL 1985 (SK)
http://ime.fme.vutbr.cz/index.php/cs/studium/podklady-pro-vyuku-zimni-semestr (CS)
Strnadel B.: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, skripta VŠB, dostupné v areálové knihovně (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program B2341-3 bakalářský

    obor B2339-00 , 3. ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program N2301-3 magisterský navazující

    obor N2300-00 , 1. ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D.

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
Lomové chování keramiky, plastů
Únava materiálu I
Aplikace lomové mechaniky při konstrukčním návrhu součásti.
Shrnutí probrané látky formou referátů, které si připraví studenti.

Laboratoře a ateliéry

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Lubomír Fiedler, Ph.D.
Ing. Hynek Hadraba, Ph.D.
Ing. Zdeněk Chlup, Ph.D.
Ing. Petr Král, Ph.D.
Ing. Jiří Man, Ph.D.
Ing. Martin Severa
Ing. Petr Veselý, Ph.D.

Osnova

1 - Úvodní cvičení. Exkurze v laboratořích mechanických zkoušek.
2 - Touláme se internetem - vyhledávání materiálů, norem, literatury na internetu
3 - Normy a označování materiálů
4 a 5 - Příklady na využití poznatků o elastickém chování materiálů
6 a 7 - Příklady na využití poznatků o plastické deformaci
8 a 9 - Příklady na využití poznatků o tranzitním lomovém chování ocelí
10 - Příklady na využití poznatků z oblasti lomové mechaniky
11 - Příklady na využití poznatků o únavě materiálu
12 - Příklady na využití poznatků o creepovém chování materiálu.
13 - Praktický příklad ze života a pohovor pro udělení zápočtu
Poznámka - Návody do cvičení si mohou studenti zkopírovat z internetových stránek http://www.zam.fme.vutbr.cz/~vlach/