Vnitřní dynamika materiálů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra inženýrství pevných látek

Anotace:

Předmět shrnuje základní poznatky o dynamických procesech probíhajících v materiálech, konkrétně se zaměřuje na šíření elastických vln a jejich interakci s mikrostrukturou materiálu, dynamické šíření plastické deformace, kinetiku fázových rozhraní a dynamiku lomu.

Požadavky:

Znalosti fyziky pevných látek (krystalová mříž a její defekty, difúze, plastická deformace) v rozsahu předmětů 11FKO1 nebo 11KOV, znalosti vlnové mechaniky kontinua v rozsahu předmětu 02VOAF a termodynamiky v rozsahu předmětu 02TSFA.

Osnova přednášek:

1. Základy elastodynamiky kontinua, elastodynamická rovnice a její obecné řešení - šíření vln a kmitání.

2. Klasifikace dynamických jevů v pevných látkách.

3. Geometrické aspekty šíření vln, definice vlnového čela, energetické toky, Huygensův a Fermatův princip.

4. Teoretický popis útlumu elastických vln v materiálech, definice koeficientu útlumu, Christoffelova rovnice s komplexními parametry, definice relaxačního času a relaxační útlum.

5. Termoelastický útlum v materiálech s teplotní roztažností, útlum smykovým pohybem dislokací (teorie Granato-Lücke).

6. Dynamika plastické deformace, von Kármánův - Duwézův pokus, Taylorův test a jeho teoretická interpretace.

7. Základní modely pohybu fázových rozhraní v materiálech.

8. Stefanův problém, pohyb fázového rozhraní v teplotním gradientu, růst precipitátu z přesyceného tuhého roztoku.

9. Pohyb fázových rozhraní při reverzibilní martenzitické transformaci, FPU-mřížka v d'Alembertovském popisu, akustická emise pohybujícího se rozhraní, interakce fázového rozhraní s rázovou elastickou vlnou.

10. Základy vysokorychlostní dynamiky křehkých lomů, Brobergův problém, lom podle bimateriálového rozhraní, proražení Rayleighovy bariéry a intersonický lom.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Orientace v základních tématech vnitřní dynamiky materiálu, znalost časových a prostorových měřítek, na kterých jednotlivé dynamické jevy probíhají, znalost příkladů vnějších projevů či aplikací probíraných témat z různých oborů nauky o materiálu.

Schopnosti:

Výpočty koeficientů útlumu pro různé materiálové systémy, výpočty rychlostí pohybu plastického vlnového čela a fázových rozhraní.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] M.A.Meyers: Dynamic Behavior of Materials. New York: John Wiley & Sons 1994.

Doporučená literatura:

[2] R. Truell, Ch. Elbaum, B.B. Chick: Ultrasonic Methods in Solid State Physics. NewYork: Academic Press 1969.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: