Detail předmětu

Fyzikální základy mezních stavů materiálu

FSI-9FZM Ak. rok: 2023/2024 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

Vstupní znalosti

Základy fyziky, chemie, matematiky a materiálového inženýrství.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Znalost látky alespoň v rozsahu doporučené literatury č. 1.
Zkouška formou písemného testu.
Účast na seminářích je doporučená, nikoliv povinná.

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.
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.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program D-MAT-K: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs

Program D-APM-K: Aplikovaná matematika, doktorský, doporučený kurs

Program D-MAT-P: Materiálové vědy, doktorský, doporučený kurs

Program D-APM-P: Aplikovaná matematika, 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