636-3004/02 – Degradační procesy materiálů (DPMn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity7
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduální
Jazyk výukyangličtina
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMT, FEIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
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
Kombinovaná 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.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2021/2022 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2020/2021 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P angličtina Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku
FMT+9360 2022/2023 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2021/2022 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMT+9360 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
Blok předmětů bez studijního plánu - FMT - P - en 2020/2021 prezenční angličtina volitelný odborný FMT - Fakulta materiálově-technologická stu. blok
FMT 2019/2020 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok
FMT-nově akreditované-příprava 2019/2020 prezenční angličtina volitelný odborný 600 - Děkanát FMT stu. blok
FMMI 2018/2019 prezenční angličtina povinný 601 - Studijní oddělení stu. blok