636-3014/01 – Návrh materiálu (NavMatn)

Garantující katedraKatedra materiálového inženýrstvíKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník2Semestrzimní
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.
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

- 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:

STRNADEL, B. Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava: Ostravské tiskárny, 1998. VLK, M. a Z. FLORIAN. Mezní stavy a spolehlivost, Brno: VUT v Brně, 2007. Dostupné z: http://www.zam.fme.vutbr.cz/~vlk/meznistavy.pdf ASHBY, M. F. Materials selection in mechanical design, 4th ed. Burlington: Butterworth-Heinemann - Elsevier 2010. ISBN 978-1-85617-663-7. CALLISTER D. W. and D. G. RETHWISCH. Materials Science and Engineering. An Introduction, 7th ed. New York: John Wiley & Sons, 2007. ISBN 9780471736967.

Doporučená literatura:

POKLUDA, J. aj. Mechanické vlastnosti a struktura pevných látek: kovy, keramika, plasty. Brno: PC-DIR, 1994. ISBN 80-214-0575-9. CALLISTER D. W. and D. G. RETHWISCH. Materials Science and Engineering. An Introduction, 7th ed. New York: John Wiley & Sons, 2007. ISBN 9780471736967.

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

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

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2019/2020 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2018/2019 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2017/2018 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2016/2017 (N3923) Materiálové inženýrství (3901T077) Biomechanické inženýrství P čeština Ostrava 2 povinný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2015/2016 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály P čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán
2014/2015 (N3923) Materiálové inženýrství (3911T036) Progresivní technické materiály K čeština Ostrava 2 povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku