Užitné vlastnosti a volba materiálu (FSI-WUV-A)

Akademický rok 2023/2024
Garant: doc. Ing. Václav Pouchlý, Ph.D., Ing.Paed.IGIP  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty s metodologií volby materiálu.
Výstupy studia a kompetence:
Student bude schopen odhadnout potřebné vlastnosti výrobku nutné pro správnou volbu materiálu.
Student bude seznámen s různými metodami volby materiálu, dovede se v nich orientovat.
Student bude umět zvolit vhodnou technologii výroby pro zvolený materiál a odhadnout cenu výrobku vyrobeného touto technologií z daného materiálu.
Student bude umět pracovat s databázovým materiálovým systémem vhodným pro volbu materiálu.
Prerekvizity:
Předmět uzavírá studium materiálového inženýrství a je vystavěn na znalostech, které studenti v této specializaci získali. Předpokladem pro studium tohoto předmětu jsou tedy velmi dobré znalosti materiálových věd a zejména souvislosti a vztahy mezi jednotlivými materiály, technologií výroby, vlastnostmi a strukturou.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět uvede studenta do problematiky volby materiálu. Student bude seznámen s filozofií volby materiálu, jaké jsou možnosti volby materiálu, seznámí se s metodami volby materiálu a tyto volby si také v průběhu semestru prakticky vyzkouší. Součástí předmětu je i zahrnutí různých aspektů volby, jako je např. protichůdný cíl, volba technologie, nastavení ceny, ekologie volby atd. Cvičení k předmětu se odehrává v počítačové učebně, která je vybavena na světe nejvíce používaným softwarem pro volbu materiálu: CES EduPack.
Metody vyučování:
Předmět se skládá z přednášek a cvičení. Přednášky mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Laboratorním cvičení je prováděno formou projektové výuky v počítačové učebně vybavené potřebným softwarem pro volbu materiálu.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet: aktivní účast na cvičeních a úspěšná prezentace semestrálního projektu
Zkouška: Teorie je ověřena písemnou částí, praktická část pomocí ústní zkoušky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičeních,v případě neúčasti písemé zpracování zadání
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Filozofie a metodologie volby materiálu
2. Expertní přístup volby materiálu
3. Nástroje pro volbu materiálu (matriční metody- nevážené)
4. Nástroje pro volbu materiálu (matriční metody- vážené)
5. Nástroje pro volbu materiálu (grafické metody)
6. Nástroje pro volbu materiálu (základy Ashbyho metody)
7. Nástroje pro volbu materiálu (pokročilé Ashbyho metody)
8. Ekologický design volby materiálu (ekoaudit, recyklace)
9. Vícenásobné cíle při volbě materiálu
10. Volba vhodné technologie, algoritmy a nástroje
11. Cenové aspekty volby materiálu
12. Inverzní přístup při volbě materiálu
13. Příkladové studie volby materiálu u reálných komponent
    Laboratorní cvičení 1. Zadání ročníkové práce, úvod do software CES pro volbu materiálu
2. Seznámení se s možnostmi CES software, volba materiálu expertním přístupem
3. Aplikace Pughovy rozhodovací matrice pro volbu materiálu
4. Aplikace Vážených matric pro volbu materiálu
5. Aplikace grafických metod (Polygon, Dominic) pro volbu materiálu
6. Práce s Ashbyho grafy a indexy užitných vlastností
7. Práce s ostatními Ashbyho indexy a odvození vlastních indexů užitných vlastností
8. Seznámení a použití eco-auditu pro environmentální hlediska volby materiálu
9. Vícenásobné a protichůdné cíle při volbě materiálu (Ashbyho metodou)
10. Stanovení orientační ceny výrobku
11. Inverzní přístup k volbě materiálu a systém hodnocení rizik
12. Diskuze o případových studiích Ashbyho metodou
13. Prezentace ročníkových prací se zpětnou vazbou
Literatura - základní:
1. ASM INTERNATIONAL. ASM handbook. Volume 20, Material Selection and Design. Materials Park, ASM International, 1997, 958 s. ISBN 978-0-87170-386-6
2. ASHBY, M. F. Materials Selection in Mechanical Design 2. část: Materials and Process Selection Charts. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1995, 57 s. ISBN 0-7506-2727-1.
3. ASHBY, M. F., JOHNSON, K. Materials and design: The Art and Science of Material Selection in Product Design. Elsevier: Butterworth-Heinemann, 2006, 336 s. ISBN 0-7506-5554-2.
Literatura - doporučená:
1. Ashby, M.F.: Materials Selection in Mechanical Design, , 0
2. Macek K., Zuna P.: Materials science (course book in Czech), , 0
3. Ptáček et al.: Materials science (course book in Czech), , 0
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-MTI-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 L
N-ENG-A prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 2 L
N-ENG-Z příjezd na krátkodobý studijní pobyt --- bez specializace -- zá,zk 5 Doporučený kurs 2 1 L