Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Lomová mechanika

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky angličtina
Kód 653-3005/02
Zkratka LMn
Název předmětu česky Lomová mechanika
Název předmětu anglicky Fracture mechanics
Kreditů 6
Garantující katedra Katedra materiálového inženýrství a recyklace
Garant předmětu prof. Ing. Bohumír Strnadel, DrSc.

Osnova předmětu

1. Historický úvod a význam lomové mechaniky. Příklady konstrukcí poškozených lomy.
2. Shrnutí základních principů a pojmů z nauky o pružnosti a pevnosti. Koncentrace napětí v okolí vrubů a otvorů.
3. Elastické pole napětí na čele trhliny. Matematická řešení. Mody (I-III) a použití faktorů intenzity napětí. Vliv víceosého vnějšího namáhání, princip superpozice. Vliv konečných rozměrů dílců, tvarové funkce (faktory).
4. Plastické zóny u čela trhliny, velikosti zón a rozdíly mezi stavem rovinné napjatosti a rovinné deformace. Přerozdělení průběhů napětí. Význam plastických zón pro lomy.
5. Mechanismy rozvoje trhlin a lomů. Iniciace trhlin. Mapy lomových mechanismů. Metody studia lomů, fraktografie.
6. Lomová houževnatost KIc, a její stanovení podle norem. Rozmezí hodnot KIc materiálů, Ashbyho mapy. Možnosti stanovení kritických napětí anebo velikosti trhlin. Vlivy struktury materiálu, teploty, rychlosti deformace a tloušťky dílců na hodnoty Kc.
7. Energetické přístupy. Griffithova teorie. Hnací síla (energie) trhliny G, odpor proti šíření trhliny R. Sihův faktor hustoty deformační energie a jeho aplikace. Kritické hodnoty uvedených parametrů. Vzájemné souvislosti.
8. Tranzitní chování kovových materiálů. Zkoušení a stanovení tranzitních teplot (DWT, DT, CAT). Využití v praxi.
9. Dynamika lomu a zastavení trhliny. Působení rázových zatížení a vln na stojící trhlinu. Rázové zkoušky materiálů. Šíření nestabilní trhliny a možnosti jejího zastavení. Zkoušky na zastavení trhliny.
10. Nelineární lomová mechanika. Elastoplastický lom. Otevření čela trhliny (COD), metody měření. J-integrál, jeho stanovení a příklady použití.
11. Možnosti aplikace lomové mechaniky na rozvoj únavových trhlin. Parisův vztah a predikce cyklické životnosti.
12. Šíření trhlin při korozním praskání za napětí a vodíkovém zkřehnutí. Aplikace parametrů LM a prahové hodnoty.
13. Výpočet kritické velikosti vady a hodnocení životnosti konstrukcí. Příklady tlakových nádob a potrubí. Aplikace pro vybrané součástí. Diagnostika trhlin.
14. Katastrofické lomy v technické praxi. Použití fraktografie při rozboru porušení materiálů. Možnosti omezení lomů.

Povinná literatura

KUNZ, J. Aplikovaná lomová mechanika. Vyd. 1. Praha: Česká technika, 2005, ISBN 80-01-03306-6

KUČERA, J. Úvod do mechaniky lomu. 1. vyd. Ostrava: FS VŠB-TU Ostrava, 2006. ISBN 80-248-1268-1.

LASEK, S. Lomová mechanika. Ostrava: VŠB-TU Ostrava, 2013. Dostupné z:

http://katedry.fmmi.vsb.cz/Opory_FMMI/636/636-Lomova_mechanika.pdf

ANDERSON, T. L. Fracture Mechanics. Fundamentals and applications. 4th ed. London: CRC Press, 2005. ISBN 978 142 0058215 .

Doporučená literatura

POOK, L. P. Lineární elastická lomová mechanika pro konstruktéry. Teorie a aplikace. Praha: Akademické nakladatelství VITRUM, 2017. ISBN 9788021447608