Detail předmětu
Teoretické základy kompozitních materiálů
Akademický rok 2024/25
DJB046 předmět zařazen ve 4 studijních plánech
DKA-M letní semestr 1. ročník
DPA-M letní semestr 1. ročník
DKC-M letní semestr 1. ročník
DPC-M letní semestr 1. ročník
Vývoj, rozdělení a typy kompozitních materiálů a jejich charakteristika.
Materiály matrice a dispergované fáze.
Kompozitní působení ve struktuře látky. Vliv struktury na vlastnosti kompozitů.
Proměnné definující vlastnosti kompozitů. Navrhování kompozitů, volba složek a výrobní problémy.
Částicové kompozity I. až III. typu.
Vláknové kompozity, druhy vláken (dlouhá a krátká vlákna, uhlíková, kovová, skleněná, čedičová a polymerní, whiskery) a druhy matric.
Kompozitní materiály s cementovou matricí a vláknovou výztuží, sklovláknobeton, vláknocement, vláknobeton s ocelovými vlákny. Štíhlostní poměr. Kritická délka vlákna.
Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží (FRP). Pultuze. Nové materiály pro zesilování konstrukcí, lamely, výztužné tkaniny. Kompozity vyztužené páskami. Lamináty. Hybridní kompozity.
Jednosměrové kompozity - relativní zastoupení fází (objemové a hmotnostní zastoupení složek, základní výpočtové vztahy). Podélná pevnost a tuhost, pracovní diagram při tahovém namáhání (grafy, základní výpočtové vztahy). Teplotní roztažnost, transportní vlastnosti, přenosový součinitel (grafy, základní výpočtové vztahy). Modul pružnosti a pevnost krátkovláknových kompozitů.
Materiály matrice a dispergované fáze.
Kompozitní působení ve struktuře látky. Vliv struktury na vlastnosti kompozitů.
Proměnné definující vlastnosti kompozitů. Navrhování kompozitů, volba složek a výrobní problémy.
Částicové kompozity I. až III. typu.
Vláknové kompozity, druhy vláken (dlouhá a krátká vlákna, uhlíková, kovová, skleněná, čedičová a polymerní, whiskery) a druhy matric.
Kompozitní materiály s cementovou matricí a vláknovou výztuží, sklovláknobeton, vláknocement, vláknobeton s ocelovými vlákny. Štíhlostní poměr. Kritická délka vlákna.
Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží (FRP). Pultuze. Nové materiály pro zesilování konstrukcí, lamely, výztužné tkaniny. Kompozity vyztužené páskami. Lamináty. Hybridní kompozity.
Jednosměrové kompozity - relativní zastoupení fází (objemové a hmotnostní zastoupení složek, základní výpočtové vztahy). Podélná pevnost a tuhost, pracovní diagram při tahovém namáhání (grafy, základní výpočtové vztahy). Teplotní roztažnost, transportní vlastnosti, přenosový součinitel (grafy, základní výpočtové vztahy). Modul pružnosti a pevnost krátkovláknových kompozitů.
Kredity
8 kreditů
Jazyk studia
čeština
semestr
letní
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Způsob a kritéria hodnocení
doktorská zkouška
Vstupní znalosti
Znalosti z fyziky a chemie. Znalosti vlastností stavebních materiálů, znalosti z oblasti fyziky stavebních materiálů, mechaniky, technologie betonu, plastických látek.
Učební cíle
Osvojení teoretického základu k problematice kompozitních materiálů. Získání přehledu o aplikaci nových kompozitních materiálů ve stavebnictví. Pochopení kompozitního působení materiálů a možností, které poskytuje kompozitní materiál. Seznámení s principy navrhování a použití kompozitů. Na základě získaných poznatků posluchač může optimálně volit kompozitní materiál pro konkrétní aplikaci, je schopen definovat požadované vlastnosti kompozitu, podmínky jeho použití. Je schopen predikovat vlastnosti navrženého kompozitního materiálu.
Základní literatura
BODNÁROVÁ, L. Kompozitní materiály, studijní opora, Brno, Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, 2007. (cs)
Doporučená literatura
BHAGWAN D. AGARWAL, LAWRENCE J. BROUTMAN, K. CHANDRASHEKHARA, Analysis and Performance of Fiber Composites, 4th Edition, ISBN: 978-1-119-38998-9, 2017 (en)
W. CLYNE, D. HULL, An Introduction to Composite Materials, 3rd Edition, Cambridge University Press, ISBN: 10 0521860954, 2019 (en)
ACI Committee 440, ACI 440R-07 Report on Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures, ISBN: 9780870312595, 2007 (en)
VISTASP M KARBHARI, Durability of Composites for Civil Structural Applications, Woodhead Publishing in Materials, ISBN: 0849391091, 2007 (en)
W. CLYNE, D. HULL, An Introduction to Composite Materials, 3rd Edition, Cambridge University Press, ISBN: 10 0521860954, 2019 (en)
ACI Committee 440, ACI 440R-07 Report on Fiber-Reinforced Polymer Reinforcement for Concrete Structures, ISBN: 9780870312595, 2007 (en)
VISTASP M KARBHARI, Durability of Composites for Civil Structural Applications, Woodhead Publishing in Materials, ISBN: 0849391091, 2007 (en)
Nabízet zahraničním studentům
Nenabízet
Předmět na webu VUT
Přednáška
13 týdnů, 3 hod./týden, nepovinné
Osnova
- 1. Typy kompozitních materiálů a jejich charakteristika, vývoj kompozitních materiálů.
- 2. Definice kompozitního působení, proměnné definující vlastnosti kompozitů, jejich strukturní roztřídění.
- 3. Navrhování kompozitů.
- 4. Částicové kompozity I. až III. typu, specifika.
- 5. Vláknové kompozity, vlákna, matrice.
- 6. Kompozitní materiály s cementovou matricí a vláknovou výztuží.
- 7. Sklovláknobeton, vláknobeton s polymerními vlákny, navrhování, aplikace.
- 8. Vláknobeton s ocelovými vlákny, navrhování, aplikace.
- 9. Kompozitní materiály s polymerní matricí a vláknovou výztuží.
- 10. Technologie výroby kompozitních materiálů s polymerní matricí a vláknovou výztuží.
- 11. Nové materiály pro zesilování konstrukcí, lamely, výztužné tkaniny.
- 12. Kompozity vyztužené páskami. Lamináty. Hybridní kompozity.
- 13. Jednosměrové kompozity, zastoupení vláken. Mechanika jednosměrových kompozitů. Podélná pevnost a tuhost, pracovní diagram při tahovém namáhání (grafy, základní výpočtové vztahy). Chování při porušení. Teplotní roztažnost a transportní vlastnosti. Modul pružnosti a pevnost krátkovláknových kompozitů.