636-3005/01 – Lomová mechanika (LMn)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Stanislav Lasek, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2020/2021 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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:
Doporučená literatura:
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
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky