339-0508/01 – Creep a teplotní namáhání (Creep)

Garantující katedraKatedra pružnosti a pevnostiKredity4
Garant předmětuprof. Ing. Jan Fuxa, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jan Fuxa, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2003/2004Rok zrušení2014/2015
Určeno pro fakultyFSUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FUS76 doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.
FUX50 prof. Ing. Jan Fuxa, CSc.
HAL22 doc. Ing. Radim Halama, Ph.D.
ROJ71 Ing. Jaroslav Rojíček, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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

Prezenční forma (platnost od: 2013/2014 letní semestr, platnost do: 2014/2015 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35 (35) 20
                Projekt Projekt 30  0
                Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 5  0
        Zkouška Zkouška 65 (65) 16
                Písemná zkouška Písemná zkouška 31  5
                Ústní zkouška Ústní zkouška 34  5
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2014/2015 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2004/2005 (N2301) Strojní inženýrství (3901T003) Aplikovaná mechanika P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku