636-3014/01 – Návrh materiálu (NavMatn)
Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství | Kredity | 5 |
Garant předmětu | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinně volitelný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2022/2023 |
Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
- Znalost postupů tvorby nového výrobku
- Design spolehlivosti výrobku a jeho systémové řešení
- Vybrat materiál podle maximálního dovoleného namáhání
- Vybrat materiál podle zvolené hodnoty designového indexu
- Vybrat materiál podle maximální dovolené nebo přípustné deformace
- Optimalizovat tvar konstrukční části vzhledem k danému materiálu
- Analyzovat funkci konstrukční části a navrhnout designová kritéria materiálu pro jeho výrobu
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Anotace
V přednášce jsou prezentovány základní metody návrhu materiálu pro daný účel použití. V návaznosti na výklad metod designu konstrukčních částí a metodiku tvorby kritérií návrhu materiálu jsou formulovány a na příkladech objasněny kritérium maximálního dovoleného napětí, maximální dovolené a maximální požadované deformace, kritéria bezpečnosti vzhledem ke vzniku nízko-energetického lomu, kritéria návrhu materiálu konstrukčních částí namáhaných časově proměnlivým napěťově-deformačním polem, a nebo tlakovou interakcí dvou funkčních povrchů. Zvláštní část přednášky tvoří výklad metod uplatnění kritéria minimální hmotnosti a maximální deformační energie při vybraných způsobech namáhání konstrukčních částí.
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
Přednášky:
1. Úvodní přednáška
2. Základní metody designu konstrukčních částí
3. Metody tvorby kritérií volby konstrukčních materiálů
4. Kritérium maximálního dovoleného napětí
5. Kritéria maximální dovolené a maximální požadované deformace
6. Kritéria bezpečnosti vzhledem ke vzniku nízkoenergetického lomu
7. Kritéria návrhu materiálu cyklicky namáhaných konstrukčních částí
8. Metody návrhu dvojice materiálů při opotřebení funkčních povrchů
9. Kritéria návrhu materiálu při víceosé napjatosti konstrukčních částí
10. Kritéria minimální hmotnosti konstrukčních částí
11. Kritéria maximální deformační energie
12. Vliv mikrostruktury konstrukčních materiálů na hodnotu designových indexů
13. Informační systémy provozu výrobků vybraných výrobních oborů a jejich funkce
14. Zdroje informací o vlastnostech materiálů a jejich využití při návrhu
materiálu pro daný účel použití
Cvičení:
1. Úvodní cvičení, podmínky udělení zápočtu, souhrn studijní literatury,
shrnutí základních poznatků z pružnosti a pevnosti, mechaniky kontinua a
fyzikymateriálů nutných pro zvládnutí předmětu.
2. Základní filosofie designu konstrukčních částí a jejich uplatnění ve
vybraných výrobních oborech. Aplikace na obory tlakových nádob a potrubí a
porovnání výsledků při použití rozdílných metod.
3. Procvičení použití některých metod tvorby kritérií konstrukčního materiálu
a jejich uplatnění při rozdílných podmínkách zatěžování téže konstrukční
části, hodnocení vlivu tvaru konstrukční části na výběr vhodného materiálu.
4. Aplikace kritéria maximálního dovoleného napětí na profilovaný prvek lehké
konstrukce namáhané na tah, na stěnu tlakové nádoby a na nosník obecného
průřezu namáhaný na vzpěr.
5. Řešené příklady uplatnění kritéria maximální dovolené deformace při
hodnocení bezpečnosti creepem namáhaných konstrukcí, příklady volby
materiálu konstrukčních prvků s plastickým kloubem.
6. Příklady návrhu materiálu konstrukcí pro nízké a kryogení teploty. Aplikace
metod volby keramických materiálů a skel pro daný účel použití.
7. Vybraná řešení návrhu materiálu při jeho použití na konstrukční části
namáhané na únavu. Srovnání výsledku návrhu materiálu při uvažování
jednoosé a víceosé cyklické napjatosti.
8. Řešené příklady volby dvojice konstrukčních materiálů pro vybrané způsoby
zatěžování a interakce funkčních povrchů. Porovnání rozdílných výsledků
návrhu dvojice konstrukčních materiálů při působení různých mechanismu
opotřebení.
9. Příklady návrhu konstrukčních materiálů při jednoosé a víceosé napjatosti,
zvláštní případy napěťově-deformačních stavů. Praktické příklady jak
napěťově-deformační stav ovlivňuje volbu konstrukčního materiálu.
10. Řešení vybraných příkladů zatíženého nosníku, desky a skořepiny na volbu
konstrukčního materiálu při podmínce minimální hmotnosti. Porovnání
výsledků řešení u tenkostěnné tlakové nádoby za podmínky "leak before
break".
11. Příklady postupu řešení vhodného konstrukčního materiálu na výrobu pružin
při uplatnění kritéria maximální deformační energie.
12. Příklady vlivu chemického složení technologie výroby a zpracování
konstrukčních materiálů a jejich výsledné mikrostruktury na hodnotu
designových indexů návrhu materiálů.
13. Zkušební test.
14. Kontrola výsledků testu, zápočet.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.