Profesor Otakar Bokůvka vo svojej prednáške hovoril o oblasti hodnotenia odolnosti konštrukčných materiálov voči únave. Únava je najfrekventovanejší degradačný mechanizmus v inžinierskej praxi s rozsiahlymi ekonomickými dôsledkami. Takmer po dve storočia je únave konštrukčných materiálov venovaná oprávnená pozornosť, no napriek tomu lomy spôsobené únavou predstavujú viac ako 90 percent všetkých lomov aj v súčasnej reálnej prevádzke. Lomy spôsobené únavou sa objavujú často až po biliónoch cyklov a viac, teda po ultra vysokom počte cyklov a kritériá hodnotenia platné pre oblasť vysokého počtu tak nespĺňajú požiadavky spoľahlivosti a bezpečnosti prevádzky.

Okrem mechanizmu iniciácie únavových trhlín z povrchu materiálu existuje aj mechanizmus iniciácie únavových trhlín vo vnútri materiálu (sú pozorované tzv. rybie oká), iniciačnými miestami sú napr. inklúzie, stiahnutiny, mikrodutiny, grafitické častice, veľmi malé zrná, vhodne orientované dlhé hranice zŕn atď. Krivka rýchlosti šírenia únavových trhlín v oceli je stanovená pri zaťažovaní s frekvenciou 20 kHz. Počas opakovaného cyklického zaťažovania dochádza k degradácii materiálu, znižuje sa funkčnosť, životnosť, spoľahlivosť a bezpečnosť súčiastok a konštrukcií.

Prvé železničné nešťastie z hľadiska technických problémov bolo 8. mája 1842 vo Francúzsku pri stanici Meudon na trati Paris – Versailles, kde zomrelo 200 ľudí. Už vtedy sa hovorilo o únave konštrukčných materiálov (zlomené dvojkolesie).

Profesor Otakar Bokůvka hovoril tiež o histórii Katedry mechanickej technológie, ktorá sa pri vzniku Vysokej školy železničnej v Prahe v r. 1953 konštituovala ako pedagogické a vedecké pracovisko v odboroch náuky o materiáli, strojárskych technológií a chémie so zameraním najmä na riešenie materiálových problémov v doprave. V roku 1961 sa presťahovala do Žiliny na Strojnícku a elektrotechnickú fakultu Vysokej školy dopravy a spojov. V roku 1978 sa presťahovala do nových priestorov, kde postupne doplňovala prístrojové vybavenie laboratórií.  V roku 1981 sa uskutočnila reštrukturalizácia  na štyri oddelenia. V roku 1990 sa zmenil názov katedry na Katedra materiálov a technológií a od r. 1991 má katedra akreditáciu pre doktorandské štúdium v odbore Materiálové inžinierstvo a medzné stavy materiálov. V roku 1992 došlo k rozdeleniu Strojníckej a elektrotechnickej fakulty na dve samostatné fakulty Vysokej školy dopravy a spojov, ktorá bola 20. 11. 1996 premenovaná na Žilinskú univerzitu.

Katedra materiálového inžinierstva Strojníckej fakulty Žilinskej univerzity v Žiline (http://kmi2.uniza.sk/) vznikla v r. 1994 rozštiepením Katedry materiálov a technológií na Katedru materiálového inžinierstva a Katedru technologického inžinierstva. V súčasnosti má oddelenie štruktúrnych analýz materiálov a oddelenie únavy materiálov.

V oblasti výskumu sa na katedre riešia výskumné úlohy finančne podporované z domácich aj medzinárodných zdrojov (Európsky fond regionálneho rozvoja, KEGA, VEGA, APVV a bilaterálne projekty) a úlohy na objednávku spoločenskej praxe. Výsledky vedecko-výskumnej práce sú pravidelne prezentované na domácich aj zahraničných konferenciách, v knižných a časopiseckých publikáciách. Katedra má rozsiahlu spoluprácu s okolitými podnikmi. V rámci získaných projektov sa venujú najmä zliatinám hliníka a biomateriálom. Katedra vykonáva už dlhší čas vedecko-výskumnú činnosť v oblasti únavy, v oblasti ultravysokého počtu cyklov zaťažovania. Za pôvodné výsledky získala napr. Cenu ministra školstva SR za vedu a techniku v roku 2004 v kategórii Prestížna organizácia výskumu a vývoja.

Osobitné miesto v experimentálnom výskume má štúdium degradačných únavových procesov v konštrukčných materiáloch, pričom špecifické je zameranie do oblasti ultravysokého počtu cyklov zaťažovania (v rozpätí 107 až 1 010 cyklov). Súčasná koncepcia hodnotenia odolnosti konštrukčných materiálov proti únave je založená na koncepcii trvalej únavovej pevnosti, bezpečnom namáhaní za hranicou N = 107 cyklov (ocele a liatiny).

Intenzívne sa diskutuje predovšetkým o otázkach fyzikálnej podstaty medze únavy a existencie medze únavy, o možných degradačných mechanizmoch pri veľmi nízkych hodnotách amplitúdy plastickej deformácie, o šírení krátkych únavových trhlín pri extrémne nízkych rýchlostiach. Overuje sa úloha inklúzií, pórov, dlhých hraníc zŕn, povrchová a podpovrchová iniciácia únavových trhlín, existencia viacerých vetví na krivke životnosti atď.

Pracovníci katedry udržiavajú pracovné a osobné kontakty s vedeckými pracoviskami, vysokými školami a univerzitami po celom svete, najmä v ČR, Poľsku, Maďarsku, Rakúsku, Taliansku, Nemecku a v Austrálii. Katedra pravidelne organizuje rôzne odborné podujatia. Katedra založila a od roku 1994 úspešne rediguje vydávanie vedeckého časopisu s celoštátnou pôsobnosťou s názvom Materiálové inžinierstvo – Materials Engineering, ktorého šéfredaktorom je prof. Ing. Otakar Bokůvka, PhD. V roku 2004 bola Katedra materiálového inžinierstva ocenená Cenou ministra školstva SR za vedu a techniku v oblasti štúdia degradačných a koróznych mechanizmov.

Téma prednášky podnietila zaujímavú a rozsiahlu diskusiu. 

Spracovala: PhDr. Marta Bartošovičová

Foto: Ing. Alena Paulíková
Kliknutím na fotografie získate ich plnú veľkosť

Súvisiace články vo Vedeckom kaleidoskope:
O. Bokůvka: Vo vysokoškolskom prostredí je veľmi potrebná medzinárodná spolupráca
Veda v CENTRE: Odolnosť konštrukčných materiálov voči únave

Videozáznam z Vedy v CENTRE: Odolnosť konštrukčných materiálov voči únave 
Videomedailóny vedcov - 2009