Mezní stavy materiálů (FSI-6MS)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. RNDr. Bohumil Vlach, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚMVI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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).
Výstupy studia a kompetence:
Kurs umožňuje studentům získat přehled o podstatě, způsobu měření
a praktickém použití mechanických charakteristik konstrukčních
materiálů.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Podmínky udělení zápočtu. Základní podmínkou udělení zápočtu je
absolvování všech cvičení a zpracování protokolů ze cvičení podle
pokynů učitele.
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  14 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1 Vymezení předmětu mezní stavy materiálů
2 Elastická deformace
3 Plastická deformace I - fyzikální princip
4 Plastická deformace II. Křivka napětí - deformace smluvní a skutečná
5 Časově závislá deformace - creep, vnitřní útlum
6 Základy lineární elastické lomové mechaniky. Kriteria lomu G,K.
7 Základy elasticko - plastické lomové mechaniky (CTOD, J- integrál)
8 Křehký lom ocelí I, tranzitní teploty
9 Křehký lom ocelí II, lomová houževnatost
10 Lomové chování keramiky, plastů
11 Únava materiálu I
12 Únava materiálu II
13 Aplikace lomové mechaniky při konstrukčním návrhu součásti.
14 Shrnutí probrané látky formou referátů, které si připraví studenti.
    Laboratorní cvičení 1. návod č.1 - úvodní cvičení. Exkurze v laboratořích mechanických
zkoušek. Výklad principu zkušebních zařízení a jejich experimentálních
možností, praktické ukázky.
2. návod č. 2 - elasticita
3. návod č. 3 - plastická deformace
4. návod č. 4 - houževnatost
5. návod č. 5 - měření lomové houževnatosti
6. návod č. 6 - únavové porušení
7. návod č. 7 - příklady ze života a pohovor pro udělení zápočtu
Poznámka - Návody do cvičení si mohou studenti zakoupit u vybraných
kopírovacích strojů (studentská kopírka KIC budova A5, fakultní kopírka
budova A2), nebo zkopírovat z fakultní sítě server PIME, heslo student,
adresář výuka 3. ročník.
Literatura - základní:
1. Anderson T.L:: Fracture Mechanics, Fundamentals and Applications, CRS Press 1995
2. Ashby F.M.- Jones D.R.H.:: Engineering Materials I,II,Pergamon Press 1995
3. Dowling E.N.: : Mechanical Behaviour of Materials,Prentice Hall International Editions 1993
Literatura - doporučená:
1. Veles P.: Mechanické vlastnosti a skúšanie kovov, ALFA, SNTL 1985
2. http://ime.fme.vutbr.cz/index.php/cs/studium/podklady-pro-vyuku-zimni-semestr
3. Strnadel B.: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, skripta VŠB, dostupné v areálové knihovně
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Stroje a zařízení pro strojírenskou výrobu -- zá,zk 5 Povinný 1 3 L