Структура за темами

  • Про освітній курс

    Згорнути все Розгорнути всі

    Рівень вищої освіти

    Другий (магістерський)

    Галузь знань

    13 Механічна інженерія

    Спеціальність

    132 Матеріалознавство

    Освітня програма

    Матеріалознавство

    Статус дисципліни

    вибіркова

    Форма навчання

    очна (денна)

    Рік підготовки, семестр

    2 або 3 семестр

    Обсяг дисципліни

    5 кредитів (150 годин)

    Семестровий контроль/ контрольні заходи

    диференційований залік

    Розклад занять

    лекція – 2 год в  тиждень (30 год); семінар– 1 год в тиждень (15 год); самостійна робота – 105 год, диференційований залік

    Мова викладання

    Українська

    Інформація про
    керівника курсу / викладачів

    Кафедра прикладної фізики та матеріалознавства (Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України).


    Лектор: докт. техн. наук, Міленін Олексій Сергійович, asmilenin@ukr.net

    Семінарські заняття: докт. техн. наук, Міленін Олексій Сергійович, asmilenin@ukr.net

    Платформа для онлайн підключення

    Zoom, Google Meet

  • Тема 1. Надійність, роботоздатність і залишковий ресурс безпечної експлуатації конструкцій, механізмів і промислових об’єктів

    –     Основні поняття, мета та задачі управління цілісністю конструкцій та промислових об’єктів.
    –     Загальні правила проектування відповідальних конструкцій.
    –     Структура програм управління цілісністю. Управління ризиками.

    –     Елементи системи даних про стан об’єкту при управлінні його цілісністю (проектні дані, експлуатаційні дані, дані технічного огляду, дані монтажу/будівництва). Невизначеність даних.


  • Тема 2. Напружено-деформований і граничний стани матеріалів і конструкцій за статичного навантаження

    –     Елементи теорії деформованого суцільного середовища. Узагальнений закон Гука. Закон Рамберга-Осгуда. Основи теорії пластичного плину.
    –     Деформаційне змінення металів і сплавів.
    –     Феноменологічні теорії руйнування. Теорія Кулона-Мора. Гіпотеза Друкера-Прагера. Методи оцінки граничного стану матеріалів і конструкцій в залежності від умов зовнішнього впливу.

    –     Статистична теорія руйнування Вейбулла.


  • Тема 3. Втомне руйнування матеріалів і конструкцій

    –     Особливості зародження та розвитку мікропошкодження матеріалів за циклічного навантаження. Механізми корозійної втоми. Ізотропне та кінематичне зміцнення. Ефект Баушингера.
    –     Малоциклове та багатоциклове навантаження.
    –     Основні методи оцінки втомної міцності.
    –     Характерні особливості опірності втомному руйнуванню сталей, сплавів на основі титану та алюмінію.

    –     Принципи проектування конструкцій з підвищеною опірністю втомному руйнуванню.


  • Тема 4. Елементи механіки руйнування за динамічного навантаження

    –     Особливості впливу інерційних сил на характеристики опірності конструкційних матеріалів руйнуванню.
    –     Швидкість виділення енергії при крихкому руйнуванні за динамічного навантаження. Енергетичний критерій руйнування.
    –     Особливості розподілу напружень в області вершини тріщини за умови впливу динамічного навантаження.
    –     Ефекти пластичності матеріалу та швидкості росту тріщини на опірність матеріалів крихкому руйнуванню. Мікророзтріскування. Фрагментація.

    –     Особливості впливу динамічного навантаження на в’язке руйнування матеріалу.


  • Тема 5. Повзучість і високотемпературне руйнування матеріалів

    –     Механізм необоротних деформацій конструкційних матеріалів за високотемпературного навантаження. Етапи розвитку деформацій повзучості.
    –     Математичне описання деформування в’язко-пружного середовища.
    –     Довготривала міцність матеріалів за розвинених деформацій повзучості. Швидкість зростання тріщини за високотемпературного силового впливу.

    –     Високотемпературне руйнування за циклічного навантаження.


  • Тема 6. Елементи механіки руйнування тіл з тріщиноподібними дефектами

    – Тріщиноподібні дефекти: природа зародження, види, схематизація.
    – Теорія Гріффітса.
    – Розподіл механічних напружень в області вершини тріщини. HRR-поле.

    – Критерії граничного стану тіла з тріщиною (CTOD, J-інтеграл, FAD).

  • Тема 7. Корозійне пошкодження матеріалів і конструкцій

    –     Принципи корозійного пошкодження матеріалів. Діаграми Пурбе.
    –     Види корозійних пошкоджень металів та сплавів.
    –     Умови та механізми стрес-корозійного пошкодження матеріалів.
    –     Корозія неметалевих матеріалів.

    –     Протикорозійний захист.


  • Тема 8. Деградація властивостей сучасних матеріалів в процесі довготривалої експлуатації

    –     Основні параметри матеріалів, що використовуються при проектуванні конструкцій та оцінці їх надійності.
    –     Воднева деградація металів.
    –     Накопичення пошкодженості за циклічного навантаження та за розвиненої повзучості.
    –     Окрихчення матеріалів при радіаційному опроміненні.

    –     Механічне, адгезивне та механохімічне зношування.


  • Тема 9. Мікромеханіка руйнування матеріалів

    –     Континуальні моделі пошкодженості матеріалів. Розсіяна пошкодженість матеріалів під дією циклічного навантаження.
    –     Мікро- та макроскопічні явища при руйнуванні.
    –     Основи теорії коротких тріщин. Тріщини в просторово неоднорідних матеріалах.

    –     Мікромеханіка в’язкого руйнування. Моделі Гурсона-Твергаарда-Нідлмана та Райса-Трейсі.


  • Тема 10. Основи механіки полімерів

    –     Загальна класифікація та види полімерів. Полімеризація.
    –     Особливості в'язко-пружних властивостей полімерів та їх характеризація.
    –     Феноменологічні механічні моделі полімерних матеріалів. Модель Максвелла. Модель Кельвіна-Фойгта.
    –     Інтегральні уявлення про напружений та деформований стани полімерних матеріалів. Принцип суперпозиції Больцмана.
    –     Вплив температури на в'язко-пружні властивості аморфних полімерів. Фізичне та хімічне старіння.

    –     Механізми руйнування полімерів. Математичні моделі в'язко-пружно-пластичної поведінки полімерних матеріалів.


  • Тема 11. Основи механіки композитів

    –     Класифікація композиційних матеріалів.
    –     Класи матеріалів, що використовуються для створення композитів. Вуглецеве, керамічне, арамідне та скловолокно. Епоксидні, поліефірні, поліамідні, фенолформальдегідні смоли. Металеві, керамічні, вуглецеві матриці.
    –     Мікромеханіка композиційних матеріалів. Види локального руйнування.
    –     Макромеханіка ламінатів. Правило сумішей. Мультимасштабне моделювання.

    –     Втомна міцність композиційних матеріалів.


  • Тема 12. Використання теорії ймовірності та ризик-аналізу для оцінки стану складних конструкцій та промислових об’єктів

    –     Основи теорії ймовірності. Методи Монте Карло.
    –     Алгоритми врахування невизначеності вхідних даних про стан матеріалу об’єкту при оцінці надійності та роботоздатності.
    –     Прогнозування надійності за моделями напружено-деформованого стану.

    –     Елементи теорії ризик-аналізу. Оцінка параметрів надійності за експериментальними даними.


  • Тема 13. Неруйнівний контроль і моніторинг стану відповідальних конструкцій тривалої експлуатації

    –     Візуальні та оптичні методи контролю стану конструкцій. Інтерферометрія. Ширографія. Оптична когерентна томографія. Капілярний метод контролю.
    –     Акустичні методи. Фізичні основи розповсюдження ультразвукових хвиль в пружних середовищах. Акустична мікроскопія. Акустична емісія.
    –     Електромагнітні методи. Вихрострумові методи. Коерцитивна сила. Ефект Холла. Магнітопорошковий метод. Магнітоферозондовий метод. Магнітографічний метод. Метод магнітної пам’яті. Магнітометрія.
    –     Радіохвильовий і радіаційний методи неруйнівного контролю.
    –     Теплові методи контролю. Активні та пасивні методи. Дефектоскопія й інтроскопія тепловими методами.

    –     Методи контролю напружено-деформованого стану матеріалів і конструкцій. Тензометрія. П’єзоефект.


  • Тема 14. Алгоритми організації заходів підтримки надійності об’єктів тривалої експлуатації

    –     Загальні принципи організації технічного обслуговування. Визначення цілей та стратегії технічного обслуговування. Концепції ідеального та мінімального технічного обслуговування. Недосконале або погіршуюче відновлення.
    –     Базові моделі технічного обслуговування. Моделі повної заміни. Моделі часткової заміни. Моделі повної заміни з недосконалим обслуговуванням.
    –     Вплив аварійних ситуацій на аналіз експлуатаційної вартості.

    –     Політика комплексного технічного обслуговування.


  • Тема 15. Управління та утилізація відходів

    –     Загальні принципи класифікації відходів.
    –     Методи підготовки і переробки твердих відходів.
    –     Утилізація відходів окремих галузей промисловості.

    –     Промислові відходи, що не утилізуються.


  • Тема 16. Практичні приклади управління цілісністю відповідальних об’єктів

    –     Використання методів ймовірнісного аналізу для визначення залишкової міцності магістральних трубопроводів та планування ремонтно-відновлювальних робіт.
    –     Ймовірнісна інтерпретація напружено-деформованого стану дефектних конструкцій для оцінки залишкової міцності та роботоздатності.
    –     Визначення залишкової міцності зварних елементів АЕС з виявленими дефектами несуцільності металу.

    –     Оцінка крихкої міцності зварних з’єднань на основі методу віртуальних дефектів.