Mechanické vlastnosti a struktura materiálů (FSI-TMS)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Jaroslav Pokluda, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kurzu je podat co nejúplnější výklad základních souvislostí
mezi strukturou materiálů a jejich mechanickými vlastnostmi. Důraz
je kladen na pochopení mikromechanismů, kontrolujících deformaci a lom
základních typů materiálů - kovů, keramik a plastů.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají přehled o strukturních příčinách rozdílných mechanických
vlastností jednotlivých typů kovů, keramiky a plastů. Dozví se o
moderních technologických procesech vedoucích ke zlepšení vlastností
keramiky a polymerů. Ve cvičeních si osvojí základy fyzikálních přístupů
k problematice mezních stavů a hodnocení struktury materiálů.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Látka je rozdělena do několika ucelených částí: Struktura pevných látek,
Kovy, Keramika a Plasty. V první části je podán výklad základů krystalové
a molekulární struktury a poruch v krystalech. Druhá část obsahuje teorii
elastické a plastické deformace, teorii zpevnění, základy lomové
mechaniky a fyziky mezních stavů kovových materiálů. Ve třetí části jsou
vysvětleny mikromechanizmy deformace a porušování keramických materiálů a
fyzikální principy moderních technologií jejich výroby. Čtvrtá část
se zabývá podstatou deformace a souvislostmi struktury a základních
mechanických vlastností jednotlivých typů polymerních materiálů.
Kurz je zabezpečen obsáhlým učebním textem, sbírkou příkladů a návodů
na teoretické a laboratorní cvičení.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Povinná účast na cvičeních, spočítání alespoň jednoho příkladu u tabule,
odevzdání protokolů. Znalost látky alespoň v rozsahu dostupné
doporučené literatury.
Základem zkoušky je písemný test spojený s ústní diskusí jeho výsledků.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod
2. Vazby v pevných látkách
3. Struktura ideálních krystalů
4. Poruchy v krystalech
5. Struktura plastů
6. Elastická deformace a ideální pevnost
7. Plastická deformace kovů
8. Teorie zpevnění kovů
9. Základy lomové mechaniky
10. Mezní stavy kovových materiálů
11. Deformace keramických materiálů
12. Základní mechanické vlastnosti keramiky
13. Metody zvyšování pevnosti a houževnatosti keramiky
14. Deformace a porušení plastů
15. Mechanické vlastnosti a mezní stavy plastů
    Cvičení odborného základu 1. Krystalografie (příklady)
2. Poruchy v krystalech( příklady)
3. Kvantitativní metalografie(příklady)
4. Fyzikální základy deformace a lomu (příklady)
5. Základy lomové mechaniky (příklady)
6. Mikromechanika porušení (příklady)
7. Hodnocení velikosti zrna (norma a počítačová simulace)
8. Fraktografie únavového lomu (metody hodnocení a počítačové zpracování)
11.Popis růstu trhliny (počítačové zpracování)
12.Měření délky trhliny (lab. cvičení)
13.Exkurze (laboratoře ÚFM AV ČR)
Literatura - základní:
1. A.Kelly, A.H.Macmillan: Strong Solids. Clarendon Press, Oxford 1986.
2. J.Menčík: Pevnost a lom skla a keramiky. SNTL, Praha 1990.
3. B. Meissner, V. Zilvar : Fyzika polymerů. SNTL/ALFA, Praha 1987.
Literatura - doporučená:
1. J. Pokluda et al.: Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek
2. J. Pokluda: Mechanické a strukturní materiálové charakteristiky
3. J. Pokluda et al.: Sbírka úloh a návodů ke cvičení
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Přesná mechanika a optika -- kl 3 Volitelný 2 1 L
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- kl 3 Volitelný 1 3 L
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- kl 3 Volitelný 2 1 L