Detail předmětu
Fyzikální základy mezních stavů materiálu
FSI-9FZM Ak. rok: 2022/2023 Letní semestr
Rozdílnost procesů deformace a porušování kovových, keramických a polymerních materiálů a jejich výsledných mechanických vlastností, má původ v jejich rozdílné struktuře. Kurs obsahuje partie o struktuře základních typů materiálu a jednotlivých stádiích procesů poškozování, vedoucích k meznímu stavu – lomu, při různých vnějších podmínkách. Důraz je kladen na pochopení fyzikální podstaty mikromechanismů působících v jednotlivých mezních stavech a kvantitativních souvislostí mezi strukturními a mechanickými charakteristikami materiálů. To umožňuje kvalifikované rozhodování o vhodnosti konstrukčního materiálu na základě znalosti jeho strukturně-mechanických charakteristik a zejména posouzení rizika mezního stavu při exploataci součástí a konstrukcí.
Výklad je veden kombinací počítačové animace mikroprocesů a klasických metod – promítáním fólií a u tabule.
Jazyk výuky
čeština
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Absolvent kurzu získá přehled o struktuře, možnostech i limitách mechanických vlastností základních typů materiálů pro účely inženýrské konstrukce a technologie. Získá rovněž cenné zkušenosti s fyzikálním pohledem na svět konstrukčních materiálů a bude lépe rozumět mikroskopickým dějům, které probíhají při jejich porušování.
Prerekvizity
Základy fyziky, chemie, matematiky a materiálového inženýrství.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
Způsob a kritéria hodnocení
Znalost látky alespoň v rozsahu doporučené literatury č. 1.
Zkouška formou písemného testu.
Učební cíle
Cílem kurzu je ukázat fyzikální interpretaci rozdílu mezi mechanickými vlastnostmi kovů, keramiky a plastů a zejména upozornit na možnost kvantitativního popisu některých společných deformačních a lomových mechanismů. Studenti jsou vedeni k fyzikálnímu pohledu na procesy mezních stavů materiálu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Účast na seminářích je doporučená, nikoliv povinná.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program D-APM-K: Aplikovaná matematika, doktorský, doporučený kurs
Program D-APM-P: Aplikovaná matematika, doktorský, doporučený kurs
Program D-MAT-P: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs
Program D-MAT-K: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs
Typ (způsob) výuky
Přednáška
20 hod., nepovinná
Osnova
1. Struktura materiálů
1.1. Vazby v pevných látkách
1.2. Struktura ideálních krystalů
1.3. Poruchy v krystalech
1.4. Struktura plastů
2. Deformace kovů
2.1. Elastická a anelastická deformace
2.2. Plastická deformace
2.3. Teorie zpevnění
3. Lom kovů
3.1. Základy lomové mechaniky
3.2. Tvárný lom
3.3. Křehký lom
3.4. Lom korozí pod napětím
3.5. Únavový lom
3.6. Creepový lom
4. Deformace a lom keramiky
4.1. Deformace monokrystalů
4.2. Deformace polykrystalů
4.3. Pevnost a lomová houževnatost
4.4. Lomy po dlouhodobé degradaci
5. Deformace a lom plastů
5.1. Mikromechanizmy a fenomenologie deformace
5.2. Mechanické vlastnosti a lom základních typů polymerů