636-3005/01 – Lomová mechanika (LMn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity6
Garant předmětudoc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2014/2015Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
LAS40 doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 3+2
kombinovaná Zápočet a zkouška 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- student bude umět použít parametry a závislosti lomové mechaniky pro stanovení přípustného namáhání anebo kritické velikosti trhlin v materiálech - posluchač dovede na základě normovaných postupů stanovit hodnoty lomové houževnatosti materiálu i souvisejících parametrů LM a posoudit odolnost materiálu proti křehkému lomu. - student bude umět popsat příčiny vzniku trhlin a lomů materiálů (dílců) na základě fraktografického rozboru a znalosti mechanismů porušení.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt

Anotace

Základy teorie pružnosti a pevnosti, koncentrace napětí u vrubů a trhlin faktory intenzity napětí. Energetický a napěťový přístup k řešení problematiky lomu. Zkouška lomové houževnatosti. Hnací síly trhliny a odpor proti šíření. Plastické zóny. Nelineární (elastoplastická) lomová mechanika - otevření čela trhliny, J-integrál. Aplikace lomové mechaniky při popisu únavových trhlin a při korozním praskání. Tranzitní chování ocelí. Vlivy dynamických a rázových namáhání. Problematika nestabilních lomů a zastavení trhlin. Využití fraktografie při rozborech lomů.

Povinná literatura:

KUNZ, J. Aplikovaná lomová mechanika. Vyd. 1. Praha: Česká technika, 2005, ISBN 80-01-03306-6 KUČERA, J. Úvod do mechaniky lomu. 1. vyd. Ostrava: FS VŠB-TU Ostrava, 2006. ISBN 80-248-1268-1. LASEK, S. Lomová mechanika. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2013. Dostupné z: http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Lomova_mechanika.pdf ANDERSON, T. L. Fracture Mechanics. Fundamentals and applications. 4th ed. London: CRC Press, 2005. ISBN 978 142 0058215.

Doporučená literatura:

POOK, L. P. Lineární elastická lomová mechanika pro konstruktéry. Teorie a aplikace. Praha: Akademické nakladatelství VITRUM, 2017. ISBN 9788021447608

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

1. Historický úvod a význam lomové mechaniky. Příklady konstrukcí poškozených lomy. 2. Shrnutí základních principů a pojmů z nauky o pružnosti a pevnosti. Koncentrace napětí v okolí vrubů a otvorů. 3. Elastické pole napětí na čele trhliny. Matematická řešení. Mody (I-III) a použití faktorů intenzity napětí. Vliv víceosého vnějšího namáhání, princip superpozice. Vliv konečných rozměrů dílců, tvarové funkce (faktory). 4. Plastické zóny u čela trhliny, velikosti zón a rozdíly mezi stavem rovinné napjatosti a rovinné deformace. Přerozdělení průběhů napětí. Význam plastických zón pro lomy. 5. Mechanismy rozvoje trhlin a lomů. Iniciace trhlin. Mapy lomových mechanismů. Metody studia lomů, fraktografie. 6. Lomová houževnatost KIc, a její stanovení podle norem. Rozmezí hodnot KIc materiálů, Ashbyho mapy. Možnosti stanovení kritických napětí anebo velikosti trhlin. Vlivy struktury materiálu, teploty, rychlosti deformace a tloušťky dílců na hodnoty Kc. 7. Energetické přístupy. Griffithova teorie. Hnací síla (energie) trhliny G, odpor proti šíření trhliny R. Sihův faktor hustoty deformační energie a jeho aplikace. Kritické hodnoty uvedených parametrů. Vzájemné souvislosti. 8. Tranzitní chování kovových materiálů. Zkoušení a stanovení tranzitních teplot (DWT, DT, CAT). Využití v praxi. 9. Dynamika lomu a zastavení trhliny. Působení rázových zatížení a vln na stojící trhlinu. Rázové zkoušky materiálů. Šíření nestabilní trhliny a možnosti jejího zastavení. Zkoušky na zastavení trhliny. 10. Nelineární lomová mechanika. Elastoplastický lom. Otevření čela trhliny (COD), metody měření. J-integrál, jeho stanovení a příklady použití. 11. Možnosti aplikace lomové mechaniky na rozvoj únavových trhlin. Parisův vztah a predikce cyklické životnosti. 12. Šíření trhlin při korozním praskání za napětí a vodíkovém zkřehnutí. Aplikace parametrů LM a prahové hodnoty. 13. Výpočet kritické velikosti vady a hodnocení životnosti konstrukcí. Příklady tlakových nádob a potrubí. Aplikace pro vybrané součástí. Diagnostika trhlin. 14. Katastrofické lomy v technické praxi. Použití fraktografie při rozboru porušení materiálů. Možnosti omezení lomů.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2013/2014 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 35  21
        Zkouška Zkouška 65  30
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 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství 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 P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 1 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku