653-3304/01 – Počítačová simulace a modelování v materiálovém inženýrství (PSMMI)
| Garantující katedra | Katedra materiálového inženýrství a recyklace | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | Ing. Josef Hlinka, PhD. | Garant verze předmětu | Ing. Josef Hlinka, PhD. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| 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
Průběžné ověření studijních výsledků:
• prezenční forma studia – 2 písemné testy, aplikace software v materiálovém inženýrství;
• kombinovaná forma studia – 1 semestrální projekt.
Závěrečné ověření studijních výsledků:
• písemná a ústní zkouška.
E-learning
http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace.pdf
http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/637/637-Simulace_priloha.pdf
Další požadavky na studenta
Čtyři výpočetní programy.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
- Role matematického modelování a simulace v moderním materiálovém inženýrství.
- Využití výpočetní techniky při řízení technologických procesů v metalurgii, predikci vlastností a struktury kovových materiálů.
- Databázové systémy ve výuce materiálového inženýrství a výzkumu kovových materiálů (databáze MAT.DB, software JMatPro, software Materials Science, software Materials Selector, software CASTI, software Kovy).
- Metoda CALPHAD – výpočet termodynamické rovnováhy pomocí software THERMOCALC (fázové diagramy – binární, ternární, izotermické řezy).
- Termodynamické vlastnosti složek a fází, chemických reakcí, rovnovážná a nerovnovážná solidifikace slitin, metastabilní rovnováhy, pararovnovážný stav.
- Hnací síly při nukleaci, oxidační procesy, Pourbaixovy diagramy, uspořádání slitin na velkou vzdálenost.
- Simulace kinetiky procesů pomocí software DICTRA – difuzí řízené transformace ve slitinách, teorie multisložkové difuze.
- Aplikace software DICTRA v oblasti tepelného zpracování slitin: homogenizace slitin, cementace, nitridace, fázové transformace v reálných systémech.
- Evoluce mikrostruktury – nukleace, růst a hrubnutí fází, precipitační sekvence.
- Interdifuze ve vícesložkových materiálech.
- Simulace procesu svařování – software SYSWELD (predikce mikrostrukturních změn, tvrdosti, vnitřních napětí a deformací během svařování).
- Modelování a simulace krystalizačních procesů a rafinace kovů a polovodičových materiálů.
- Software Digimat pro predikci vlastností kovů a jejich slitin.
Podmínky absolvování předmětu
Podmínky absolvování jsou definovány pouze pro konkrétní verzi předmětu a formu studia
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky