Detail předmětu

Fyzikální základy deformace pevných látek

CEITEC VUT-DS104Ak. rok: 2024/2025

Student se seznámí se souvislostmi mezi stavbou pevných látek a deformacemi až po lom. materiálu. Je uplatňován víceúrovňový přístup  od nanopohledu (atomy a elektronová struktura) až po makropohled (kontinuum).

1. Stavba pevných látek, struktura a vazby. Krystalová mřížka a její vlastnosti, Polymery, molekulární a nadmolekulární
struktura.
2. Tenzory: Zavedení tenzorů, operace s tenzory, izotropní tenzory, symetrický tenzor druhého řádu, kvadrika, hlavní osy tenzoru.
3. Vlastnosti tenzorů druhého řádu z pohledu teorie matic.
4. Mechanika kontinua: Tenzor napětí, tenzor deformace, zobecněný Hookův zákon, energie elastického tělesa, vznik
nespojitostí.
5. Tensory elastických koeficientů pro krystalické látky, vliv symetrie.
6. Metody výpočtu mechanických vlastností pevných látek. Semiempirické modely, principy kvantově mechanického
modelování.
7. Kmity krystalové mřížky. Bornovy-Kármánovy okrajové podmínky, kvazičásticový popis: fonony.
8. Teoretická pevnost. Metody výpočtu při různých typech namáhání, srovnání s experimentálními daty.
9. Modelování a simulace procesů porušování. Principy víceúrovňového modelování.
10. Příklady modelů porušování: simulace nanoindentačního testu v kovech, kvazikřehký lom ultrapevných ocelí, křehký lom částicových kompozitů s křehkou matricí, kvazikřehký lom slitiny železa dopované fosforem, zavírání únavových trhlin a efektivní prahová hodnota v kovových materiálech

Jazyk výuky

čeština

Vstupní znalosti

Znalosti z oblasti mechaniky materiálů a fyziky pevných látek.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Doktorand vypracuje esej z oblasti související s tématem disertace a následně je vedena rozprava, která má prokázat orientaci doktoranda v dané problematice.

Základní literatura

A. Kelly, N. H. Macmillan: Strong Solids. Clarendon Press Oxford 1986. (EN)
A. Saxena: Advanced Fracture Mechanics and Structural Integrity, CRC Press 2019 (EN)
Macur J.: Úvod do analytické mechaniky a mechaniky kontinua, Vutium Brno 2010, 602 s, ISBN: 978 80 214 3944 3 (CS)
Pokluda J., Šandera P.: Micromechanisms of Fracture and Fatigue: In a Multiscale Context, Springer London 2010, 295 s, ISBN: 978 1 84996 265 0 (EN)
S. Suresh: Fatigue of Materials. Cambridge Univ. Press, 1998. (EN)
Valvoda V.: Základy krystalografie, SPN Praha 1982, 190 s (CS)