339-0508/01 – Creep a teplotní namáhání (Creep)
Garantující katedra | Katedra pružnosti a pevnosti | Kredity | 4 |
Garant předmětu | prof. Ing. Jan Fuxa, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jan Fuxa, CSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
Ročník | 2 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2003/2004 | Rok zrušení | 2014/2015 |
Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Naučit studenty základní postupy při řešení technických problémů z hlediska mechaniky kontinua. Zajistit pochopení probírané látky. Naučit studenty aplikovat získané teoretické poznatky v praxi.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět seznamuje se základními teoretickými a praktickými poznatky z oblasti
namáhání materiálu a konstrukčních prvků za zvýšených teplot, při nichž dochází
k jevům tečení materiálu, případně relaxaci napětí. Jde zejména o zařízení
klasické a jaderné energetiky (kotle, potrubí, generátory), ale také částí
spalovacích motorů atp. Jsou shrnuty poznatky fyziky kovů, zkoušení materiálu,
fenomenologického popisu odezvy materiálu na zatěžování, odhady doby životnosti
strojních částí atp.
Primární, sekundární a terciální creep. Modely dislokačního a difuzního creepu. Napěťové a deformační stavy, intenzity napětí, deformace, deformační rychlosti. L-M parametr. Identifikace řídicích mechanismů creepu, aktivační energie. Hoffova analogie. Creep prutových soustav. Creep při kroucení. Creep při obybu. Creep tenkostěnných nádob. Termoelasticita. Teplota a teplotní napětí. Mechanické vlastnosti materiálu v závislosti na teplotě. Napěťové pole ve stěně válcové nádoby při stacionárním sdílení tepla. Úvod do problematiky nestacionárního sdílení tepla.
Povinná literatura:
[1] Čadek, J.: Creep kovových materiálů, Academia Praha, 1984
[2] Veles, P.: Mechanické vlastnosti kovov a ich skúšanie, ALFA, 1979
[3] Klečková, M.: Nestacionární teplotní pole a napjatost ve strojních
částech,SNTL Praha,1979
[4] Reif. P.: Teplotní napětí, skriptum ČVUT FS Praha, 1982
[5] Kuliš, Z.: Plasticita a creep, skriptum ČVUT FS Praha, 1986
[6] Fuxa, J.: Creep a teplotní namáhání – sylabus katedry pružnosti a pevnosti,
VŠB-TU Ostrava
Doporučená literatura:
[1] Čadek, J.: Creep kovových materiálů, Academia Praha, 1984
[2] Veles, P.: Mechanické vlastnosti kovov a ich skúšanie, ALFA, 1979
[3] Klečková, M.: Nestacionární teplotní pole a napjatost ve strojních
částech,SNTL Praha,1979
[4] Reif. P.: Teplotní napětí, skriptum ČVUT FS Praha, 1982
[5] Kuliš, Z.: Plasticita a creep, skriptum ČVUT FS Praha, 1986
[6] Fuxa, J.: Creep a teplotní namáhání – sylabus katedry pružnosti a pevnosti,
VŠB-TU Ostrava
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
test, řešení příkladů
E-learning
ne
Další požadavky na studenta
Student vypracuje samostatnou práci na zadané téma.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
(P – přednáška, C – cvičení)
P1 - Vymezení jevu creep materiálu a jeho význam pro technické aplikace v
energetice (kotle, potrubí, turbíny), letectví a kosmonautice (motory).
Primární, sekundární, terciální creep.
C1 - Opakování základů pružnosti a pevnosti a základů nauky o materiálu.
P2 - Fyzikální podstata creepu. Modely difúzního a dislokačního creepu.
Homologická teplota. Zpevňovací a odpevňovací procesy, dynamická rovnováha.
C2 - Napěťové a deformační stavy. Intenzity napětí, deformace, deformační
rychlosti.
P3 - Lom při creepu - vysvětlení z pohledu fyziky kovů. Larson - Millerův
parametr. Identifikace řídícího mechanismu creepu. Aktivační energie.
Konstituční rovnice a způsoby stanove-ní konstant v nich obsažených.
C3 - Výpočty konstant fenomenologických konstitučních rovnic sekundárního
creepu pro rovnice Nortona, Soderberga, Nadaie.
P4 - Relaxace napětí. Význam pro praxi. Fyzikálně-matematický popis. Relaxace
přírubových šroubů.
C4 - Relaxace přírubových šroubů. Výpočet času pro revizi spoje.
P5 - Creep při víceosém napěťovém stavu. Hoffova analogie. Lom a teorém
kumulace poškození.
C5 - Výpočet konstituční rovnice ustáleného creepu pro měnící se napětí i
teplotu. Zadání programu č. 1.
P6 - Creep prutových soustav.
C6 - Výpočty vratných i nevratných přemístění ve staticky určitých i neurčitých
soustavách při konstantní teplotě.
P7 - Creep při kroucení kruhových a mezikruhových průřezů. Transformace
konstituční rovnice (tah - krut). Rozložení napětí. Vratná a nevratná složka
úhlu zkroucení.
C7 - Creep prutových soustav při nehomogenní teplotě prutů.
P8 - Creep při ohybu. Rozložení napětí. Průhyb a úhel natočení.
C8 - Výpočet vratné i nevratné složky úhlu zkrutu při kroucení prutů kruhových
a mezikruhových průřezů.
P9 - Creep tenkostěnné nádoby válcového a kulového tvaru.
C9 - Výpočet průhybové čáry nosníku v podmínkách creepu. Zadání programu č. 2.
P10 - Creep lopatek. Experimentální zařízení pro stanovování základních
podkladů creepového výpočtu.
C10 - Creep tenkostěnné trubky.
P11 - Termoelasticita. Vymezení pojmu. Modifikace fyzikálních rovnic. Teplota a
napěťové pole. Změny mechanických vlastností materiálu v závislosti na teplotě:
délková a objemová roztažnost, modul pružnosti, měrná hmotnost, tepelná
kapacita atp.
C11 - Creep kulové nádoby.
P12 - Základní vztahy pro rozložení teploty. Fourierova rovnice. Sdílení tepla
vedením, prouděním, sáláním. Re, Pr, Gr, Nu čísla a jejich užití. Stacionární
sdílení tepla.
C12 - Výpočet přestupu tepla složenými stěnami, stanovení teplotních polí pro
rovinné a vál-cové plochy.
P13 - Rozložení napětí při ustáleném sdílení tepla ve stěně nádoby válcového
tvaru. Rozložení napětí při ustáleném sdílení tepla ve stěně nádoby kulového
tvaru.
C13 - Napěťové pole v trubce a v nádobě kulového tvaru při ustáleném tepelném
toku.
P14 - Úvod do problematiky nestacionárního sdílení tepla. Typy okrajových a
počátečních podmínek při řešení teplotních polí. Napěťová pole.
C14 - Zápočty. Konzultace přednášené látky.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky