637-3004/01 – Počítačová simulace a modelování v materiálovém inženýrství (PSMMI)
| Garantující katedra | Katedra neželezných kovů, rafinace a recyklace | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jaromír Drápala, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2014/2015 | Rok zrušení | 2019/2020 |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Student získá poznatky o různých přístupech k modelování a k predikci struktury a vlastností kovových materiálů, které nacházejí stále širší využití v materiálovém inženýrství.
Student získá znalosti potřebné pro volbu optimálního počítačového software pro řešení konkrétního problému.
Student získá poznatky o databázových systémech v oblasti materiálového inženýrství.
Student bude umět využívat nejrozšířenější software pro predikci struktury a vlastností kovových materiálů (programy THERMOCALC, DICTRA, DIGIMAT, MAT.DB, SYSWELD, atd.)
Student bude schopen predikovat strukturu a vlastnosti kovů a slitin v závislosti na parametrech jejich technologického zpracování.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Cílem předmětu je seznámit studenty s moderními metodami simulace a modelování struktury a vlastností kovových materiálů. Demonstrovat využití základních termodynamických zákonů při predikci termodynamické rovnováhy a multikomponentní difuzní teorie při simulaci evoluce mikrostruktury difuzně řízenými procesy. Seznámit studenty s nástroji umožňujícími predikci vlastností kovů a slitin v závislosti na parametrech jejich technologického zpracování.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Dva kontrolní testy. Aplikace software v materiálovém inženýrství.
E-learning
Není k dispozici.
Další požadavky na studenta
Tři výpočetní programy + návrh simulace technologického procesu
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Role matematického modelování a simulace v moderním materiálovém inže-nýrství.
2. Využití výpočetní techniky při řízení technologických procesů v metalurgii, predikci vlastností a struktury kovových materiálů. Databázové systémy v ob-lasti materiálového inženýrství.
3. Příklady aplikací software ve výuce materiálového inženýrství a výzkumu kovových materiálů (databáze MAT.DB, software Solder Alloys, Software for Materials Science, software Materials Selector, Digimat MSC Software).
4. Metoda CALPHAD – výpočet termodynamické rovnováhy pomocí software THERMOCALC (fázové diagramy – binární, ternární, izotermické řezy).
5. Termodynamické vlastnosti složek a fází, chemických reakcí, rovnovážná a nerovnovážná solidifikace slitin, metastabilní rovnováhy, pararovnovážný stav.
6. Hnací síla při nukleaci, oxidační procesy, Pourbaixovy diagramy, uspořádání slitin na velkou vzdálenost.
7. Simulace kinetiky procesů pomocí software DICTRA – difuzí řízené trans-formace ve slitinách, teorie multisložkové difuze.
8-9. Aplikace software DICTRA v oblasti tepelného zpracování slitin: homoge-nizace slitin, cementace, nitridace, fázové transformace v reálných systémech. Evoluce mikrostruktury – nukleace, růst a hrubnutí fází, precipitační sekvence.
10. Interdifuze ve vícesložkových materiálech.
11. Simulace procesu svařování – software SYSWELD (predikce mikrostruktur-ních změn, tvrdosti, vnitřních napětí a deformací během svařování).
12. Modelování a simulace krystalizačních procesů a rafinace kovů a polovodičů.
13-14. Software pro predikci vlastností kovů a jejich slitin na základě parametrů tepelného zpracování.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky