330-0308/03 – Vlastnosti a zkoušení materiálu (VZM)

Garantující katedraKatedra aplikované mechanikyKredity4
Garant předmětuIng. František Fojtík, Ph.D.Garant verze předmětuIng. František Fojtík, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
SLA20 Dr. Ing. Ludmila Adámková
FOJ08 Ing. František Fojtík, Ph.D.
FRY72 doc. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D.
FUS76 doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.
HAL22 doc. Ing. Radim Halama, Ph.D.
LIC098 Ing. Mgr. Dagmar Ličková
ROJ71 Ing. Jaroslav Rojíček, Ph.D.
SOF007 doc. Ing. Michal Šofer, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 12+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Naučit studenty základní postupy a metody používané při řešení úloh nauky o materiálu. Zajistit pochopení probírané látky. Aplikovat získané zkušenosti v praxi.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Předmět seznamuje posluchače se základními poznatky o vlastnostech, struktuře a zkoušení nejpoužívanějších konstrukčních materiálů. Náplní přednášek je jak vysvětlení zákonitostí atomové a molekulární struktury a stavby krystalických respektive amorfních látek, tak výklad napěťově-deformačního chování a degradačních procesů. Zvláštní důraz je kladen na zkoušení mechanických vlastností jednotlivých materiálů a výklad použití jednotlivých materiálů v technické praxi.

Povinná literatura:

[1] Silbernagel, A.: Nauka o materiálu I, VŠB-TU Ostrava, 1996. 150 s., ISBN 80-7078-116-5 [2] Strnadel, B.: Nauka o materiálu: konstrukční materiály a jejich degradační procesy, VŠB-TU Ostrava, 1993. 180 s., ISBN 80-7078-207-2 [3] Strnadel, B.: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava, 1998 [4] Kutz, Myer. Mechanical Engineers' Handbook: Materials and Mechanical Design, Volume 1, Third Edition. Hoboken, N.J.: Wiley, 2006. [5] With, G. de. Structure, Deformation, and Integrity of Materials; Weinheim: Wiley-VCH, 2006.

Doporučená literatura:

[1] Pluhař, J. a kol.: Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989, 552 s. [2] Kopec, B.: Nedestruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí, Česká společnost pro nedestruktivní testování, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2008. 569 s.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Podmínkou udělení zápočtu je získání minimálně 51 bodů za tři písemné práce. První písemná práce v 6. týdnu výuky za 30 bodů (minimum 10 bodů). Druhá písemná práce v 9. týdnu výuky za 30 bodů (minimum 10 bodů). Závěrečná písemná práce ve 14. týdnu výuky za 40 bodů (minimum 20 bodů); součástí této práce bude i ústní obhájení výsledků a toto bude součástí bodového hodnocení práce.

E-learning

ne

Další požadavky na studenta

návštěva cvičení, nejsou další požadavky

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod – základní skupiny konstrukčních materiálů. Vazby v pevných látkách. Krystalická a amorfní struktura. Skupiny kovů a krystalové struktury. Značení rovin a směrů v krystalografii. 2. Bodové a čárové mřížkové poruchy a jejich interakce. Pohyb dislokací. Zpevnění monokrystalu a polykrystalického kovu. Teoretická pevnost krystalických materiálů. 3. Tahová zkouška a mechanické vlastnosti materiálu. Hookeův zákon. Elastické, plastické, viskoelastické a viskoplastické chování materiálu. Další zkoušky napěťově deformačního chování materiálu. Zkoušky tvrdosti. 4. Předpoklady mechaniky poddajných těles. Vztah vnějších a vnitřních sil. Metoda řezu. Koncept napětí a koncept deformace. Poissonův zákon. Obecný Hookeův zákon pro elastický izotropní materiál. Druhy anizotropie a návaznost na strukturu materiálu. Rozměry charakteristického elementu různých materiálů. 5. Teorie napjatosti, hlavní napětí a roviny. Transformace tenzoru napjatosti. 6. Deformační energie pro jednoosý a víceosý napěťový stav. Hypotézy pevnosti pro materiály ve stavu křehkém a ve stavu houževnatém. Haighovy experimenty. 7. Koncentrace napětí. Faktor intenzity napětí. Křehký a tvárný lom materiálů, lomová houževnatost. Tranzitní teplota. Zkouška vrubové houževnatosti. 8. Časově proměnné namáhání vedoucí k únavě materiálu. Fáze únavového poškození. Mez únavy. Zkoušky vysokocyklové a nízkocyklové únavy materiálu. Křivky životnosti. Vliv vrubu a funkčních parametrů. Přístupy pro stanovení životnosti. 9. Mechanismy iniciace creepového poškození. Zkoušky tečení a relaxace. Životnost konstrukčních prvků při creepu. 10. Destruktivní a nedestruktivní metody měření zbytkových napětí. Základy defektoskopie. Nedestruktivní metody: vizuální, ultrazvukové, magnetické, elektromagnetické a kapilární. 11. Základní typy koroze. Mechanismy opotřebení funkčních povrchů. 12. Specifické vlastnosti jednotlivých konstrukčních materiálů. Neželezné kovy. Slitiny Al, Mg a Ti. Keramické materiály. Vlastnosti a využití technické a porézní keramiky. Příčiny křehkosti. Skla – vlastnosti, zkoušení a využití. 13. Polymery – základní rozdělení, chemické složení struktura a vlastnosti. Reologické modely napěťově-deformačního chování. Specifika zkoušení. 14. Kompozity. Moderní konstrukční materiály. Obecné zásady volby materiálu.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2019/2020 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  20
        Zkouška Zkouška 65  16
Rozsah povinné účasti: 80%

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B0713A070002) Energetika a životní prostředí P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (B0715A270011) Strojírenství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (B0715A270011) Strojírenství P čeština Šumperk 1 povinný stu. plán
2019/2020 (B0713A070002) Energetika a životní prostředí K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku