Course detail

Engineering Materials

FSI-ZKMAcad. year: 2024/2025

 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.

Language of instruction

Czech

Number of ECTS credits

5

Mode of study

Not applicable.

Guarantor

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.

Department

Institute of Materials Science and Engineering (ÚMVI)

Entry knowledge

Not applicable.

Rules for evaluation and completion of the course

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.

Aims

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.

Study aids

Not applicable.

Prerequisites and corequisites

Not applicable.

Basic literature

Mayers M., Chawla K.K.: Mechanical Behaviour of Materials, Cambridge University Press, 2009, ISBN-13 978-0-511-45557-5 (e-book), ISBN-13 978-0-521-86675-0 (hardback), 856 stran. (EN)
Ptáček a kolektiv: Nauka o materiálu I + II, Akademické nakladatelství CERM, 2003 (ISBN: 978-80-7204-283-8) a 2007, ISBN: 978-80-7204-248-7. (CS)

Recommended reading

Ashby, M.F.: Materials Selection in Mechanical Design, Selection Charts. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1995, 57 s. ISBN 0-7506-2727-1. (EN)
ASM INTERNATIONAL. ASM handbook. Volume 20, Material Selection and Design. Materials Park, ASM International, 1997, 958 s. ISBN 978-0-87170-386-6. (EN)

Classification of course in study plans

  • Programme B-KSI-P Bachelor's 2 year of study, winter semester, compulsory

  • Programme C-AKR-P Lifelong learning

    specialization CZS , 1 year of study, winter semester, elective

Type of course unit

 

Lecture

26 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.

Syllabus

  • 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).

Laboratory exercise

4 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.

Syllabus

  • Vlastnosti materiálů získaných mechanickými zkouškami (interpretace dat z tahové zkoušky).
  • Vlastnosti materiálů na základě strukturně analytických metod (rozlišení materiálů na základě struktury u mikroskopů).

Computer-assisted exercise

22 hod., compulsory

Teacher / Lecturer

prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc.

Syllabus

  • 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.