Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku
Ukončeno v akademickém roce 2019/2020

Vlastnosti a zkoušení materiálu

Typ studia bakalářské
Jazyk výuky angličtina
Kód 330-0308/04
Zkratka VZM
Název předmětu česky Vlastnosti a zkoušení materiálu
Název předmětu anglicky Properties and testing of materials
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra aplikované mechaniky
Garant předmětu prof. Ing. Radim Halama, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Úvod – základní skupiny konstrukčních materiálů. Vazby v pevných látkách. Krystalická a amorfní struktura. Skupiny kovů a krystalové struktury. Značení rovin a směrů v krystalografii.
2. Bodové a čárové mřížkové poruchy a jejich interakce. Pohyb dislokací. Zpevnění monokrystalu a polykrystalického kovu. Teoretická pevnost krystalických materiálů.
3. Tahová zkouška a mechanické vlastnosti materiálu. Hookeův zákon. Elastické, plastické, viskoelastické a viskoplastické chování materiálu. Další zkoušky napěťově deformačního chování materiálu. Zkoušky tvrdosti.
4. Předpoklady mechaniky poddajných těles. Vztah vnějších a vnitřních sil. Metoda řezu. Koncept napětí a koncept deformace. Poissonův zákon. Obecný Hookeův zákon pro elastický izotropní materiál. Druhy anizotropie a návaznost na strukturu materiálu. Rozměry charakteristického elementu různých materiálů.
5. Teorie napjatosti, hlavní napětí a roviny. Transformace tenzoru napjatosti.
6. Deformační energie pro jednoosý a víceosý napěťový stav. Hypotézy pevnosti pro materiály ve stavu křehkém a ve stavu houževnatém. Haighovy experimenty.
7. Koncentrace napětí. Faktor intenzity napětí. Křehký a tvárný lom materiálů, lomová houževnatost. Tranzitní teplota. Zkouška vrubové houževnatosti.
8. Časově proměnné namáhání vedoucí k únavě materiálu. Fáze únavového poškození. Mez únavy. Zkoušky vysokocyklové a nízkocyklové únavy materiálu. Křivky životnosti. Vliv vrubu a funkčních parametrů. Přístupy pro stanovení životnosti.
9. Mechanismy iniciace creepového poškození. Zkoušky tečení a relaxace. Životnost konstrukčních prvků při creepu.
10. Destruktivní a nedestruktivní metody měření zbytkových napětí. Základy defektoskopie. Nedestruktivní metody: vizuální, ultrazvukové, magnetické, elektromagnetické a kapilární.
11. Základní typy koroze. Mechanismy opotřebení funkčních povrchů.
12. Specifické vlastnosti jednotlivých konstrukčních materiálů. Neželezné kovy. Slitiny Al, Mg a Ti. Keramické materiály. Vlastnosti a využití technické a porézní keramiky. Příčiny křehkosti. Skla – vlastnosti, zkoušení a využití.
13. Polymery – základní rozdělení, chemické složení struktura a vlastnosti. Reologické modely napěťově-deformačního chování. Specifika zkoušení.
14. Kompozity. Moderní konstrukční materiály. Obecné zásady volby materiálu.

E-learning

ne

Povinná literatura

[1] Silbernagel, A.: Nauka o materiálu I, VŠB-TU Ostrava, 1996. 150 s., ISBN 80-7078-116-5
[2] Strnadel, B.: Nauka o materiálu: konstrukční materiály a jejich degradační procesy, VŠB-TU Ostrava, 1993. 180
s., ISBN 80-7078-207-2
[3] Strnadel, B.: Řešené příklady a technické úlohy z materiálového inženýrství, Ostrava, 1998
[4] Kutz, Myer. Mechanical Engineers' Handbook: Materials and Mechanical Design, Volume 1, Third Edition. Hoboken, N.J.: Wiley, 2006.
[5] With, G. de. Structure, Deformation, and Integrity of Materials; Weinheim: Wiley-VCH, 2006.

Doporučená literatura

[1] Pluhař, J. a kol.: Nauka o materiálech, SNTL, Praha, 1989, 552 s.
[2] Kopec, B.: Nedestruktivní zkoušení materiálů a konstrukcí, Česká společnost pro nedestruktivní testování, Akademické nakladatelství CERM, Brno, 2008. 569 s.