339-0905/01 – Mezní stavy a únava materiálu (MSUM)

Naučit studenty využívat nejnovější poznatky předmětu s možností tyto poznatky dále rozvíjet a aplikovat ve složitých případech.

Předmět seznamuje studenty se základy teorie mezních stavů izotropních materiálů. Jsou hodnoceny mezní stavy v pružné oblasti, plastické oblasti, v oblasti creepového namáhání, křehkého porušení a porušení v podmínkách únavového namáhání. Úvodem jsou probírány parametry napěťově-deformačního stavu, transformace obecného trojosého napěťového stavu, invarianty a deviátory, efektivní napětí a deformace, referenční napětí. V další části - matematické teorii pružnosti - jsou představeny typy rovnic, které obecně popisují napěťově-deformační stav jakéhokoliv tělesa. Navazuje vymezení mezního stavu v pružné oblasti (kritéria přechodu z pružného do plastického stavu) a metodika posuzování limitních případů složených namáhání (kroucení a tah/tlak, kroucení a ohyb, volné kroucení nekruhových průřezů a jiné kombinace). Další část je věnována meznímu stavu v plastické oblasti (statická kritéria pevnosti - oktaedrická, invariantová, deformační, smíšená, atp.). Samostatná pozornost je zaměřena na křehký lom - kritérium nestabilního šíření trhliny, mody Kc, tranzitní teplota. Následuje hodnocení mezního stavu při creepu - Hoffova analogie, konstitutivní rovnice primárního, sekundárního creepu, aktivační energie a rozsah použitelnosti fenomenologických vztahů, relaxace napětí, kumulace creepového poškozování při změnách teploty, LM parametr. Zvláštní pozornost je věnována meznímu stavu při únavovém namáhání materiálu, iniciaci porušení a šíření trhliny. Pro iniciaci trhliny jsou zprvu pro jednoosý napěťový stav a známé experimentální poznatky ukázány základní aproximace (Baquinova, Manson/Coffinova atp.), předpoklad kumulace poškozování, dekompozice cyklů, vliv středního napětí (Haighův a Smithův diagram). Pro víceosý napěťový stav jsou uvedena kritéria pevnosti pro iniciaci trh-liny. Následuje popis šíření trhliny s užitím přístupu lineární a nelineární lomové mechaniky.

BANNANTINE, J.A., COMMER, J.J., HANDROCK, J.L.: Fundamentals og Metal Fatigue Analysis, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1990 SZCZEPINSKI, W. (editor): Experimental methods in mechanics of solids. Elsevier Amster-dam - Oxford - New York - Tokyo, 1990, p.705, ISBN 83-01-08259-3 REES, D.W.: Basic solid mechanics. MacMillan press ltd. Houndmills, Basingstoke, Hampshire and London, 1997, p.396, ISBN 0-333-66609-7 FUXA, J.: Creep a teplotní namáhání (sylabus). Katedra pružnosti a pevnosti, VŠB-TU Ostrava, 2003, p.49 FUXA, J.: Únava materiálu (sylabus). Katedra pružnosti a pevnosti, VŠB-TU Ostrava, 2005, p.52 FUXA, J.: Teorie plasticity (sylabus). Katedra pružnosti a pevnosti, VŠB-TU Ostrava, 2000, p.63 KUČERA, J.: Úvod do mechaniky lomu I. (Vruby a trhliny, nestabilní lom při statickém zatížení), FS VŠB- Technická universita Ostrava, 2002, p.151, ISBN 80- 7078-862-3 KUČERA, J.: Úvod do mechaniky lomu II. (Dvouparamterová lomová mechanika, nestabilní lom při dynamickém zatížení), FS VŠB- Technická universita Ostrava, 2006, p.138.

Příprava zadané problematiky v písemné formě.