Σκοπός του μαθήματος είναι να μελετηθεί η μηχανική συμπεριφορά των βασικών τεχνικών υλικών ως απαραίτητη προϋπόθεση και εφόδιο στον Μηχανολογικό Σχεδιασμό και στα Στοιχεία Μηχανών. Τα στοιχεία των μηχανολογικών διατάξεων υποβάλλονται σε χρονικά μεταβαλλόμενα φορτία και σε πολλές περιπτώσεις καταπονούνται στην περιοχή των υψηλών θερμοκρασιών. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής θα είναι σε θέση:

• Να αναγνωρίζει και να συνδυάζει την ποικιλία των φορτίσεων των στοιχείων των μηχανολογικών κατασκευών
• Να αναγνωρίζει την απόκριση των τεχνικών υλικών στα παραπάνω φορτία
• Να επιλέγει κατά περίπτωση το κατάλληλο τεχνικό υλικό
• Να κάνει τους απαραίτητους υπολογισμούς για τον σχεδιασμό ενός στοιχείου από υλικά των οποίων έχει προσδιοριστεί η μηχανική συμπεριφορά τους στην πολυαξονική εντατική κατάσταση

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων για τα τεχνικά υλικά σε συνθήκες πλαστικότητας, κόπωσης, κρούσης και αλληλεπίδρασης κόπωσης-ερπυσμού
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις που αφορούν συνδυασμένη καταπόνηση στις παραπάνω συνθήκες
• Λήψη αποφάσεων για την τελική επιλογή των υλικών και των αντίστοιχων μεθόδων τεχνικού υπολογισμού και σχεδιασμού.

Ελαστική συμπεριφορά. Πρόσθετες ελαστικές ιδιότητες. Ανισοτροπική ελαστική συμπεριφορά. Ελαστικότητα ελαστικών. Ελαστικότητα σε πολυαξονική καταπόνηση. Εφαρμογές της θεωρίας ελαστικότητας.

Πλαστική Παραμόρφωση απλών και πολυκρυσταλλικών υλικών. Σχέση τάσεων παραμορφώσεων. Πλαστική ροή. Πλαστικότητα σε πολυαξονική καταπόνηση. Εφαρμογές της θεωρίας πλαστικότητας.

Μηχανική συμπεριφορά συνθέτων υλικών. Σύνθετα υλικά. Βασικές αρχές. Ενίσχυση με συνεχείς ίνες. Ενίσχυση με μη συνεχείς ίνες.

Μηχανική Συμπεριφορά σε μεταβαλλόμενα φορτία. Κόπωση. Βασικές αρχές. Καμπύλη Wöhler. Πολυκυκλική κόπωση. Ολιγοκυκλική κόπωση. Διάδοση ρωγμών λόγω κόπωσης. Θραυστομηχανική. Υπολογισμός της διάρκειας ζωής σε κόπωση. Κανόνες συσσώρευσης βλάβης. Κανόνας του Miner. Κόπωση υλικών σε πολυαξονική εντατική κατάσταση. Εφαρμογές στον υπολογισμό στοιχείων μηχανολογικών κατασκευών που καταπονούνται σε κόπωση.

Μηχανική Συμπεριφορά σε ταχέως μεταβαλλόμενα φορτία. Κρούση. Εφαρμογές σε στοιχεία που καταπονούνται σε φορτία μικρής χρονικής διάρκειας.

Μηχανική Συμπεριφορά σε υψηλές θερμοκρασίες. Ερπυσμός. Αρχικός ερπυσμός. Ομοιόμορφος ερπυσμός. Επιταχυνόμενος ερπυσμός. Θραύση ερπυσμού. Αστοχία ερπυσμού. Ερπυσμός σε μεταβλητές τάσεις. Υπολογισμός της διάρκειας ζωής σε ερπυσμό. Κανόνες συσσώρευσης βλάβης ερπυσμού. Κανόνας του Robinson. Ερπυσμός υλικών σε πολυαξονική εντατική κατάσταση. Εφαρμογές στον υπολογισμό στοιχείων μηχανολογικών κατασκευών που καταπονούνται σε ερπυσμό.

Μηχανική Συμπεριφορά σε αλληλεπίδραση ερπυσμού-κόπωσης. Αλληλεπίδραση ερπυσμού- κόπωσης.

Διαγράμματα και συνθήκες ερπυσμού-κόπωσης. Εφαρμογές στον υπολογισμό στοιχείων μηχανολογικών κατασκευών που καταπονούνται σε αλληλεπίδραση ερπυσμού- κόπωσης.

Εργαστήριο: Δοκιμή πολυκυκλικής κόπωσης με έλεγχο τάσης, Δοκιμή πολυκυκλικής κόπωσης με έλεγχο παραμόρφωσης, Δοκιμή ολιγοκυκλικής κόπωσης με έλεγχο τάσης, Δοκιμή ολιγοκυκλικής κόπωσης με έλεγχο παραμόρφωσης, Δοκιμή ερπυσμού μεταλλικών υλικών, Δοκιμή ερπυσμού πλαστικών υλικών, Δοκιμή κρούσης, Δοκιμή ερπυσμού- κόπωσης

-Εξέταση Εβδομαδιαίων Σειρών Ασκήσεων

-Εξέταση Εργαστηρίου που περιλαμβάνει τις τεχνικές εκθέσεις

-Τελική γραπτή εξέταση Θεωρίας

Ο τελικός βαθμός διαμορφώνεται με σχετική βαρύτητα: 80% βαθμός θεωρίας και 20% βαθμός εργαστηρίου.

• Σ.ΠΑΝΤΕΛΑΚΗΣ, Γ.ΤΣΕΡΠΕΣ, Μηχανική Συμπεριφορά Υλικών, Εκδόσεις Τζιόλα, Θεσσαλονίκη 2015.
• T.H. COURTNEY, Mechanical behavior of materials, McGrow-Hill, New York 2000.
• Υ.L.LEE, Fatigue testing and analysis, Elsevier, Amsterdam 2015.
• J.A. GITTUS, Creep viscoelasticity and creep fracture, Elsevier, London 1975.
• J. SCHIJVE, Fatigue of Structures and Materials, Springer, Heidelberg 2009.