636-0822/01 – Predikce vlastností a spolehlivost (PVaS)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2004/2005Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FER03 Ing. Petr Ferfecki, Ph.D.
STR50 prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 20+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Specifikovat vztah mezi strukturními parametry a mechanickými vlastnostmi materiálu - Stanovit vliv rozptylu strukturních parametrů na statistické charakteristiky materiálu - Důsledky statistického chování mechanických vlastností materiálu na vznik mezního stavu - Umět stanovit pravděpodobnost vzniku mezního stavu lomové nestability materiálu v závislosti na charakteru mikrostruktury - Aplikace pravděpodobnostního řešení odhadu okamžiku vzniku lomové nestabilit na výpočet spolehlivosti mechanického systému - Umět stanovit vztah mezi pravděpodobností vzniku lokalizovaného a integrálního mezního stavu materiálu

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Přednáška je zaměřena na výklad vztahů mezi parametry mikrostruktury a napěťově- deformačními a lomovými vlastnostmi konstrukčních materiálů. Seznamuje posluchače se základními metodami výpočtu napěťově-deformačního pole v okolí koncentrátorů napětí, zejména ostrých trhlin při jejich elastickém a elastoplastickém namáhání. V přednášce je zdůrazněn význam spojení těchto metod s lokálními přístupy hodnocení mezního stavu při odhadu spolehlivosti materiálu a zbytkové životnosti konstrukčních částí, které jsou z těchto materiálů vyrobeny. Přednáška vyúsťuje v prezentaci metod hodnocení vlivu distribuce parametrů mikrostruktury na rozptyl mechanických vlastností. To je východiskem pro návrh koncepcí designu struktury materiálu s požadovaným vztahem mezi pevnostními charakteristikami a houževnatostí.

Povinná literatura:

1. B. STRNADEL: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostravské tiskárny 1998, 334 s. 2. J. NĚMEC, J. SEDLÁČEK: Statistické základy pevnosti konstrukcí 1, Academia Praha 1982, 313 s. 3. J. NĚMEC, J. DREXLER, S. V. SERENSEN, V. P. KOGAJEV: Statistické základy pevnosti konstrukcí 2, Academia Praha 1982, 381 s. 4. J. B. ŠOR: Statistické metody analýzy a kontroly jakosti a spolehlivosti, SNTL Praha 1965, 453 s. 5. F. C. MOON: Chaotic and Fractal Dynamics An Introduction for Scientists and Engineers, John Wiley & Sons New York 1992, 508 p., ISBN 0-471-54571-6

Doporučená literatura:

1. J. KOUTSKÝ: Degradační procesy a predikce životnosti, ZČU Plzeň 1995, 166 s., ISBN 80-7082-177-9 2. F. E. FISHER, J. R. FISHER: Probability Applications in Mechanical Design, Marcel Dekker AG New York 2000, 290 p., ISBN 0-8247-0260-3 3. D. N. P. MURTHY, M. XIE, R. JIANG: Weibull Models, John Wiley & Sons New Jersey 2004, 396 p., ISBN 0-471-36092-9 4. M. CENCINI, F. CECCONI, A. VULPIANI: Chaos From Simple Models to Complex Systems, World Scientific Publishing Singapure 2010, 460 p., ISBN-13 978-981-4277-65-5 5. S. MILÁČEK: Náhodné a chaotické jevy v mechanice, Vydavatelství ČVUT Praha 2000, 141 s., ISBN 80-01-02170-X

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: 1. Úvodní přednáška. 2. Základní vztahy mezi pevnostními charakteristikami a houževnatostí konstrukčních materiálů a jejich mikrostrukturou. 3. Formulace vlivu rozptylu mikrostrukturních parametrů na napěťově deformační chování konstrukčních materiálů. 4. Statistická interpretace degradačních procesů a její využití při odhadu spolehlivosti konstrukčních částí. 5. Způsoby predikce průběhu degradačních procesů konstrukčních materiálů. 6. Metody výpočtu charakteristik lokalizovaných mezních stavů a jejich distribuce. 7. Metody zvyšování lomové houževnatosti konstrukčních materiálů. 8. Pravděpodobnostní a deterministická predikce únavové pevnosti při stacionárním a nestacionárním namáhání. 9.Základní charakteristiky a důsledky pravděpodobnostních a chaotických jevů na predikci porušení konstrukčních materiálů. 10. Základy fraktální geometrie soběpodobných a soběpříbuzných útvarů a jejich kvantifikace. 11. Nové metody využívající k hodnocení materiálů a povrchů fraktální geometrie. 12. Posouzení 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. Příklady na výpočet statistických distribucí lokální pevnosti a mikrostrukturních lomových charakteristik. 6. Sestavení algoritmů generujících soběpodobné a soběpříbuzné fraktální útvary a výpočet jejich statistických charakteristik. 7. Praktická aplikace kvantifikátorů chaosu k rozlišení jevů pravděpodobnostní a chaotické podstaty. 8. Výpočet fraktální dimenze různě opracovaných povrchů a lomových ploch. 9. Příklady stanovení některých statistických charakteristik mikrostruktury konstrukčních materiálů, uplatnění statistických metod hodnocení charakteru lomových ploch. 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.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 2009/2010 zimní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 30  15
        Zkouška Zkouška 70  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2013/2014 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2012/2013 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2011/2012 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2010/2011 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2009/2010 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2008/2009 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2007/2008 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2006/2007 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů K čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2005/2006 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T031) Diagnostika a design materiálů P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku