Detail předmětu

Konstrukční materiály

FSI-ZKM Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr

 Předmět poskytuje přehled o základních skupinách konstrukčních materiálů, přičemž je kladen důraz na identifikaci klíčových vlastností strojních součástí, které implikují volbu konkrétního vhodného materiálu. Rozvíjí schopnost absolventů identifikovat specifické vlastnosti materiálů v dané konstrukční aplikaci. Cvičením v laboratoři student prohloubí orientaci ve vlastnostech klíčových pro volbu materiálu; v počítačové učebně si osvojí základní postupy volby materiálu s podporou software CES/Granta. Kromě interakce pedagoga se studentem se vyžaduje průběžné samostudium a řešení domácích úloh. V návaznosti na předmět Mezní stavy materiálů student získá schopnosti potřebné pro volbu materiálů, které uplatní zejména v projektových předmětech.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav materiálových věd a inženýrství

Vstupní znalosti

Znalosti pojmů a rovnic fyziky a chemie na úrovni střední školy, znalosti ze statiky, konstruování a pružnosti a pevnosti.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky získání zápočtu (0-50 bodů, minimum pro získání zápočtu je 25):

  • odevzdání všech zadaných domácích úloh,
  • zápočtový test (min. 25 z 50 bodů); studentům, kteří nezískají 25 bodů ze zápočtového testu, bude v průběhu prvního týdne zkouškového období umožněno napsat opravný test.

Podmínky získání zkoušky (0-100 bodů, minimum pro absolvování zkoušky je 50):

  • účast na přednáškách,
  • písemná část zkoušky (max. 40 bodů),
  • ústní část zkoušky s rozpravou nad písemnou částí (max. 60 bodů),

celkem je možno získat až 100 bodů, výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.


Přednášky: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím.

Cvičení: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím, povolují se maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.

Učební cíle

Absolventi získají znalost základních skupin konstrukčních materiálů, uvědomí si důležitost volby materiálu v návrhovém procesu a na základě požadovaných vlastností strojní součásti dokáží zvolit vhodný materiál pro danou aplikaci.


  • Znalost základních skupin konstrukčních materiálů.
  • Schopnost identifikovat klíčové vlastnosti výrobku nutné pro správnou volbu materiálu.
    Znalost různých metod volby materiálu.
    Schopnost výběru metody volby materiálu ve vztahu k aplikaci.
  • Schopnost pracovat s databázovým materiálovým systémem vhodným pro volbu materiálu.
  • Schopnost navrhnout optimální materiál strojní součásti či stroje.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program B-KSI-P: Konstrukční inženýrství, bakalářský, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Osnova


  • Materiálové vlastnosti a volba materiálu, nástroje pro volbu materiálů (včetně počítačové podpory).

  • Volba materiálu v procesu navrhování komponent, hlediska pro volbu materiálu (materiálové vlastnosti, technologie, ekonomické aspekty, environmentální dopad/recyklace, průmyslový design aj.).

  • Konstrukční oceli nízkolegované (diagramy Fe-C, Fe-Fe3C, fázové přeměny, diagramy ARA, IRA, principy tepelného zpracování, typické komponenty/konstrukce, typické indikátory vlastností, výběrová kritéria).

  • Vysokolegované oceli a slitiny (kryogenní, korozivzdorné oceli, niklové slitiny aj., typické indikátory vlastností).

  • Nástrojové oceli, litiny, oceli o vysoké pevnosti (diagramy Fe-C, Fe-Fe3C, prášková metalurgie, tepelné zpracování, klíčové vlastnosti při výběru).

  • Neželezné kovy a slitiny (rovnovážné diagramy, zpevňování, slitiny hliníku, hořčíku a titanu, typické vlastnosti, hlediska výběru).

  • Plasty, kompozity a lamináty (typy a klasifikace plastů, principy tvorby kompozitů, typické vlastnosti, hlediska výběru).

  • Keramiky a skla (typy konstrukčních keramik a skel, typické vlastnosti, hlediska výběru).

Laboratorní cvičení

4 hod., povinná

Osnova


  • Vlastnosti materiálů získaných mechanickými zkouškami (interpretace dat z tahové zkoušky).

  • Vlastnosti materiálů na základě strukturně analytických metod (rozlišení materiálů na základě struktury u mikroskopů).

Cvičení s počítačovou podporou

22 hod., povinná

Osnova


  • Využití software CES/Granta pro volbu materiálu.

  • Volba konstrukční oceli na základě požadovaných vlastností součásti.

  • Volba litiny/zušlechtěné oceli pro vybrané aplikace.

  • Volba neželezných slitin s nízkou měrnou hmotností pro vybrané aplikace.

  • Volba plastů a kompozitů pro vybrané aplikace.

  • Volba keramik/skel pro vybrané aplikace.