636-3007/03 – Modelování a simulace procesů poškození materiálů (MSPPMn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný typu B
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2019/2020Rok zrušení
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
FAJ022 Ing. Rostislav Fajkoš, 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 16+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- Objasnit způsoby poškozování materiálu zařízení v provozních podmínkách; - Charakterizovat mechanizmy poškozování materiálu při opakovaném zatěžování mechanického a deformačního původu a vlivem prostředí; - Charakterizovat základní prvky systému dlouhodobého řízení provozu zařízení; - Vysvětlit vliv korozního prostředí na únavu materiálu; - Porovnat přístup matematického modelování poškozování materiálu s přístupem použití nedestruktivního nebo destruktivního testování; - Aplikovat pravděpodobnostní přístup stanovení úrovně a trendu poškozování materiálu; - Navrhnout diagnostický systém pro průběžnou aktualizaci trendu a úrovně poškozování materiálu v provozních podmínkách; - Zhodnotit výsledky získané diagnostickým systémem z pohledu požadované spolehlivosti konstrukce.

Vyučovací metody

Přednášky
Cvičení (v učebně)

Anotace

Přednáška seznamuje posluchače se základy modelování napěťově deformačního a lomového chování konstrukčních materiálů. Mikrostrukturní modely poškození materiálu a uplatnění metod lokálního přístupu jsou východiskem pro predikci okamžiku vzniku mezních stavů vzniku plastické deformace, nestabilních křehkých lomů creepu, nízkocyklové a vysokocyklové únavy materiálu. Navazující výklad numerických metod řešení a příklady chování vybraných typů konstrukčních částí při působení uvedených procesů poškození ilustračně v závislosti na čase a zatížení konstrukce ukazuje vývoj těchto procesů a umožňuje odhad okamžiku vzniku mezního stavu konstrukce. Znalosti numerických modelů poškození jsou východiskem pro návrh jejich simulace ve vybraných strukturách konstrukčních materiálů určených pro typické účely použití. V závěru přednášky jsou prezentovány některé vybrané technické aplikace modelování procesů poškození pro různé varianty volby materiálu určeného pro výrobu jedné a téže konstrukční části.

Povinná literatura:

STRNADEL, B. Nauka o materiálu II. Degradační procesy a design konstrukčních materiálů, Ostrava: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, 2008. ISBN 978-80-248-1842-9. KLESNL, M. a P. LUKÁŠ. Fatigue of metallic materials, 2nd ed. Elsevier Science, 1992. ISBN 9780444987235. http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Model_simul_poskoz_mat.pdf LEMAITRE, J. Handbook of materials behavior models. San Diego: Academic Press, 2001. ISBN 13: 9780124433410.

Doporučená literatura:

BARSOM, J.M. a S.T. ROLFE. Fracture and fatigue control in structures, Applications of fracture mechanics, 3rd ed. Woburn: ASTM, 1999. ISBN 978-0-8031-2082-2. KNOTT, J.F. a P. A. WITHEY. Fracture mechanics, worked examples, 2nd ed. London: Institute of materials, 1993. ISBN 0901716286. LEMAITRE, J. a J.L. CHABOCHE. Mechanics of solid materials, Cambridge: Cambridge University press, 1994. ISBN 0521477581.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžné ověření studijních výsledků: prezenční forma studia – 2x za semestr test ve cvičení, 2x za semestr diskusní seminář na přednáškách; kombinovaná forma studia – 1x za semestr test. Závěrečné ověření studijních výsledků: písemná a ústní zkouška, ke které uchazeč vypracuje protokol.

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. Zpracování vstupních údajů pro modelování struktury konstrukčních materiálů 2. Modely některých vybraných struktur kompozitních materiálů a predikce jejich vlastností 3. Modely mikromechanismů lokálního poškození, iniciace štěpných a tvárných trhlin 4. Modely napěťově deformačního chování makroskopiských mechanických vlastností 5. Modely viskoelastického chování polymerů 6. Modelování časově závislých degradačních procesů únavy a creepového poškození 7. Simulace kombinačních účinků tepelné únavy a creepu 8. Modely kontaktní únavy styku funkčních povrchů 9. Statistické metody hodnocení mezních stavů materiálu 10. Základní koncepce hodnocení faktoru velikosti 11. Numerické modely lomového chování konstrukčních materiálů 12. Simulace procesů poškození konstrukčních částí degradačními procesy 13. Praktické aplikace lomové mechaniky a odhady zbytkové životnosti konstrukčních částí

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2019/2020 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  36
Rozsah povinné účasti: 78% účast na cvičeních. Vypracování zadaných projektů.

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály V P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály V K čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2020/2021 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství VSZ P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály V P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (N0715A270002) Materiálové inženýrství (S01) Progresivní technické materiály V K čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán
2019/2020 (N0788A270001) Biomechanické inženýrství VSZ P čeština Ostrava 1 povinně volitelný typu B stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku