636-3004/01 – Degradační procesy materiálů (DPMn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity7
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyHGF, FMT, FEI, USPUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
STR50 prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
BET37 doc. Ing. Petra Váňová, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+3
kombinovaná Zápočet a zkouška 18+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Identifikovat degradační procesy a jejich příčiny - Specifikovat základní zákony, které degradační procesy kontrolují - Umět vypočítat životnost konstrukční části - Stanovit kritickou velikost vady pro vybrané typy materiálů a způsoby namáhání - Stanovit mezní charakteristiky namáhání za daných podmínek

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Přednáška seznamuje posluchače se základními metodami hodnocení degradačních procesů konstrukčních materiálů. Pozornost je věnována především analýze mikrostrukturních podmínek iniciace křehkého a tvárného lomu, únavového porušení, creepu, korozního poškození, korozního praskání a základních mechanismů opotřebení funkčních povrchů. Na tuto analýzu navazuje výklad vlivu teploty, způsobu zatěžování a parametrů okolního prostředí na vznik mezního stavu završeného lomem a ztrátou základní funkce materiálu přenosu napěťově-deformačního pole. Celý výklad mechanismů iniciace a šíření degradačních procesů je zaměřen na řešení technických úloh s návrhy na zvýšení spolehlivosti a bezpečnosti konstrukčních částí.

Povinná literatura:

STRNADEL, B. Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava: Ostravské tiskárny, 1998. ČADEK, J. Creep kovových materiálů. Praha: Academia, 1984. KOUTSKÝ, J. Degradační procesy a predikce životnosti, Plzeň: ZČU, 1995. ISBN 80-7082-177-9. ASKELAND, D.R. The Science and Engineering of Materials, New York: Springer US, 1996. ISBN 978-1-4899-2895-5. ELLYIN, F. Fatigue Damage, crack growth and life predicttion, 1st ed. London: Champan and Hall, 1997. ISBN-13: 978-94-010-7175-8.

Doporučená literatura:

ANDERSON, T.L. Fracture Mechanics, Fundamentals and Applications, 4th ed. New York: CRC Press, 2017. ISBN-13: 978-1-4987-2813-3.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou žádné další zvláštní požadavky.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky 1. Úvodní přednáška 2. Změny vlastností konstrukčních materiálů vyvolané působením degradačních procesů 3. Základní skupiny konstrukčních materiálů a jejich degradační procesy 4. Lom z přetížení při jednoosé a víceosé napjatosti 5. Podmínky vzniku nízkoenergetického křehkého lomu 6. Podmínky vzniku vysokoenergetického tvárného lomu 7. Mechanismy iniciace a šíření únavového porušení 8. Únavové poškození konstrukčních částí při působení víceosé napjatosti 9. Mechanismy iniciace creepového poškození 10. Lom při creepu a faktory, které jej ovlivňují 11. Mechanismy korozního praskání a vodíkového zkřehnutí 12. Základní mechanismy opotřebení funkčních povrchů 13. Kombinované účinky některých degradačních procesů 14. Důsledky působení degradačních procesů ve spolehlivosti konstrukčních částí Cvičení: 1. Úvodní cvičení, podmínky udělení zápočtu, souhrn studijní literatury, shrnutí základních poznatků z fyziky kovů, mechaniky kontinua a fyzikální metalurgie nutných pro zvládnutí předmětu. 2. Klasifikace důsledků degradačních procesů, obecné hodnocení redukce předpokládané životnosti konstrukčních částí při působení degradačních procesů, příklady hodnocení spolehlivosti konstrukčních částí. 3. Porovnání důsledků působení degradačních procesů v jednotlivých skupinách konstrukčních materiálů z pohledu ztráty základní funkce materiálu a redukce spolehlivosti na praktických příkladech. 4. Řešené příklady mezního stavu lomového porušení při přetížení materiálu při jednoosé a víceosé napjatosti. 5. Výpočty tranzitních teplot a teplotní závislosti spodní meze lomové houževnatosti pro kvantifikaci bezpečnosti konstrukčních částí proti vzniku nízkoenergetického lomu. 6. Výpočty houževnatosti konstrukčních materiálů za zvýšených teplot a optimalizace mikrostrukturních parametrů. 7. Řešení základních technických úloh životnosti konstrukčních částí při časově proměnlivém namáhání a odhady zbytkové životnosti. 8. Výpočty životnosti konstrukčních částí zatěžovaných víceosým časově proměnlivým napěťově-deformačním polem. 9. Řešení základních technických úloh bezpečnosti a životnosti ocelových konstrukcí namáhaných za zvýšených teplot. 10. Řešení některých úloh opotřebení funkčních povrchů, zejména adheze, pro vybrané mechanismy časového průběhu objemového otěru. Optimalizace tlakové síly a relativní rychlosti funkčních povrchů. 11. Výpočty životnosti konstrukčních částí namáhaných dvěma a nebo více degradačními procesy současně, kombinované účinky působení zvýšené teploty a cyklického namáhání na bezpečnost konstrukčních částí. 12. Řešení některých technických úloh spolehlivosti konstrukčních materiálů při působení degradačních procesů spojených s optimalizací mikrostukturních parametrů. 13. Zkušební test. 14. Kontrola výsledků testu, zápočet.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2014/2015 zimní 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  36
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N0533A110006) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N1701) Fyzika (1702T001) Aplikovaná fyzika P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMMI 2017/2018 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2016/2017 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI 2015/2016 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMMI_N 2014/2015 prezenční čeština povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok