636-0096/03 – Prediction of Properties and Reliability of Materials (PVaSM)

Gurantor departmentDepartment of Material EngineeringCredits5
Subject guarantorprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Subject version guarantorprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementChoice-compulsory
Year5Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction1991/1992Year of cancellation2008/2009
Intended for the facultiesFMTIntended for study typesMaster
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
STR50 prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Full-time Credit and Examination 2+2
Combined Credit and Examination 16+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

Teaching methods

Summary

The lecture presents relationships between microstruktural parameters and stress-strain and fracture behaviours of structural materials. It shows basic method how to calculate stress-strain field in the nearness of stress concentrations, especially ahead of sharp cracks under elastic and elastic- plastic loading. The significance to connect these methods with local approach is in the lecture emphasized. This enables to estimate reliability of materials and rest of service life of structural parts which are from these materials made. The lecture leads into evaluation methods of the influences of statistical distributions in microstructural parameters on the scatter of mechanical properties. This is a starting point for proposal of concepts in structural design of material with called relationship between strength behaviours and toughness.

Compulsory literature:

Recommended literature:

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject has no prerequisities.

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

Přednášky: 1. Úvodní přednáška 2. Základní vztahy mezi mikrostrukturou, pevnostními charakteristikami a houževnatostí konstrukčních materiálů 3. Obecná formulace vztahů mezi rozptylem mikrostrukturních parametrů, mechanických vlastností materiálů a spolehlivostí konstrukčních částí 4. Charakteristiky statistické distribuce mechanických vlastností a metody jejich zpracování 5. Statistická interpretace degradačních procesů a její využití při odhadu spolehlivosti konstrukčních částí 6. Základní stereologické metody a jejich uplatnění při hodnocení strukturních parametrů konstrukčních materiálů 7. Metody výpočtu charakteristik lokalizovaných mezních stavů a jejich distribuce 8. Predikce teplotní závislosti lomových charakteristik při nízkoenergetickém lomovém porušení 9. Metody zvyšování lomové houževnatosti konstrukčních materiálů 10. Metody predikce lomové houževnatosti při vysokoenergetickém tvárném porušení 11. Způsoby predikce průběhu degradačních procesů konstrukčních materiálů 12. Kvantifikace spolehlivosti a bezpečnosti konstrukčních materiálů při působení degradačních procesů 13. Metody minimalizace rizika vzniku integrálního mezního stavu a jejich uplatnění při návrhu optimalizovaných parametrů mikrostruktury 14. Využití metod predikce vlastností a spolehlivosti materiálů v technické praxi Cvičení: 1. Úvodní cvičení, podmínky udělení zápočtu, souhrn studijní literatury, shrnutí základních poznatků z degradačních procesů konstrukčních materiálů, fyziky kovů a matematické statistiky nutných pro zvládnutí předmětu. 2. Diskuse základních vztahů mezi mikrostrukturními charakteristikami konstrukčních materiálů a jejich mechanickými vlastnostmi, důsledky ve spolehlivosti konstrukčních částí. 3. Základní metody zpracování statistických souborů mechanických vlastností konstrukčních materiálů a interpretace charakteru distribučních funkcí vzhledem k technologii výroby a zpracování. 4. Základní statistické metody hodnocení procesů a jejich aplikace na stabilní růst trhliny, na vznik lomové nestability a na mechanismy únavového poškození. 5. Praktické ověření platnosti základních zákonů stereologie na dvoufázových polykrystalických strukturách kovů. 6. Příklady stanovení některých statistických charakteristik mikrostruktury konstrukčních materiálů, uplatnění statistických metod hodnocení charakteru lomových ploch. 7. Příklady na výpočet statistických distribucí lokální pevnosti a mikrostrukturních lomových charakteristik. 8. Detailní prezentace a komentář k metodě predikce teplotní závislosti lomové houževnatosti a její aplikace na vybrané struktury konstrukčních ocelí. 9. Uplatnění optimalizačních metod mikrostrukturních parametrů při systematickém vývoji nových typů konstrukčních materiálů a jejich aplikace na vybrané příklady. 10. Predikce rozvoje procesů lomového porušení konstrukčních materiálů a diskuse k uplatnění těchto metod v technické praxi. 11. Příklady technických výpočtů časové závislosti spolehlivosti konstrukčních částí podrobených působení degradačních procesů a optimalizace životnosti. 12. Řešené příklady uplatnění metod predikce vlastností a spolehlivosti materiálu v technické praxi. 13. Zkušební test. 14. Kontrola výsledků testu, zápočet.

Conditions for subject completion

Full-time form (validity from: 1960/1961 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (100) 51
        Exercises evaluation Credit 30 (30) 0
                Project Project 15  0
                Written exam Written test 15  0
        Examination Examination 70 (70) 0
                Written examination Written examination 60  0
                Oral Oral examination 10  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2008/2009 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2008/2009 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2007/2008 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2006/2007 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2005/2006 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2004/2005 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2003/2004 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management K Czech Ostrava 6 Compulsory study plan
2002/2003 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2002/2003 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3909) Process Engineering (3911T008) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálu (01) Chemické a fyzikální metody zkoušení materiálů P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management K Czech Ostrava 6 Compulsory study plan
2001/2002 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2001/2002 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management K Czech Ostrava 6 Compulsory study plan
2000/2001 (M3909) Process Engineering (3911T023) Quality Control Management P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T020) Nové technické materiály (01) New Technical Materials P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T010) Kovové materiály (02) Metalic Materials P Czech Ostrava 5 Compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals K Czech Ostrava 6 Choice-compulsory study plan
2000/2001 (M3910) Physical and Materials Engineering (3911T019) Neželezné kovy (03) Non-ferous Metals P Czech Ostrava 5 Choice-compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner