330-0308/07 – Vlastnosti a zkoušení materiálu (VZM)
| Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 4 |
| Garant předmětu | doc. Ing. František Fojtík, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Radim Halama, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | bakalářské |
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:
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 4. týdnu výuky za 25 bodů (minimum 13 bodů).
Druhá písemná práce v 9. týdnu výuky za 25 bodů (minimum 13 bodů).
Třetí písemná práce ve 14. týdnu výuky za 50 bodů (minimum 25 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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky