Το μάθημα αυτό πραγματεύεται τις αστοχίες (failures) των μηχανολογικών στοιχείων και κατασκευών. Αναλύονται οι συνηθέστεροι μηχανισμοί αστοχίας και εξετάζονται οι κυριότερες αιτίες πρόκλησης αστοχιών. Επίσης παρουσιάζονται οι μεθοδολογίες που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση των αστοχιών (failure analysis). Υποστηρίζεται από εβδομαδιαία εργαστηριακή άσκηση όπου ο φοιτητής έρχεται σε επαφή με πραγματικές μελέτες περιπτώσεων αστοχιών (case studies) από την Ελληνική Βιομηχανία καθώς και τη διεθνή βιβλιογραφία. Επίσης καλείται να διεκπεραιώσει αυτόνομα μία συγκεκριμένη μελέτη αστοχίας. Τα case studies προέρχονται από τις μελέτες που έχουν ανατεθεί στο Εργαστήριο Υλικών

1. Οι μηχανισμοί, τα αίτια και η ανάλυση των αστοχιών

• Εισαγωγή
• Μηχανισμοί αστοχίας
• Οι κυριότερες αιτίες αστοχίας
• Η μεθοδολογία της ανάλυσης των αστοχιών

2. Αστοχίες Διάβρωσης

• Ομοιόμορφη διάβρωση
• Τρηματική διάβρωση
• Σχισματική διάβρωση
• Γαλβανική διάβρωση
• Επιλεκτική διάβρωση
• Σπηλαίωση
• Μηχανική διάβρωση
• Eργοδιάβρωση
• Ψαθυροποίηση υδρογόνου

3. Αστοχίες σε υψηλές θερμοκρασίες

• Οξείδωση
• Ενανθράκωση
• Μεταλλική κονιοποίηση
• Διάβρωση από προϊόντα καύσης
• Σουλφιδίωση
• Θερμικό σοκ

4. Μηχανικές αστοχίες

• Υπερβολικές ελαστικές μετατοπίσεις
• Ελαστικός λυγισμός
• Πλαστική παραμόρφωση
• Ερπυσμός
• Ψαθυρή θραύση
• Κόπωση
• Φθορά
• Fretting

5. Επιπτώσεις στο μηχανολογικό σχεδιασμό. Σχεδιασμός για βελτιστοποίηση αντοχής σε: κόπωση, ερπυσμό, διάβρωση

Εργαστήρια

1. Παράδειγμα αστοχίας λόγω Γαλβανικής διάβρωσης, Εργαστηριακή αξιολόγηση
2. Παράδειγμα αστοχίας λόγω Τρημματικής διάβρωσης, Εργαστηριακή  αξιολόγηση
3. Παράδειγμα αστοχίας λόγω διάβρωσης σχισμών (crevice corrosion), Εργαστηριακή αξιολόγηση
4. Παράδειγμα αστοχίας λόγω Εργοδιάβρωσης (stress corrosion cracking), Εργαστηριακή αξιολόγηση
5. Παράδειγμα αστοχίας εξαιτίας Ψαθυροποίησης Υδρογόνου, Εργαστηριακή αξιολόγηση
6. Παράδειγμα αστοχίας εξαιτίας διάβρωσης υψηλών θερμοκρασιών (hot corrosion), Εργαστηριακή αξιολόγηση.

7. Παράδειγμα αστοχίας εξαιτίας θερμικού σοκ., Εργαστηριακή αξιολόγηση.
8. Παράδειγμα αστοχίας εξαιτίας σουλφιδίωσης., Εργαστηριακή αξιολόγηση
9. Παράδειγμα αστοχίας από κόπωση. Εργαστηριακή ανάλυση, Βασικοί Υπολογισμοί κόπωσης
10. Παράδειγμα αστοχίας εξαιτίας ψαθυρής θραύσης. Εργαστηριακή ανάλυση
11. Παράδειγμα αστοχίας από ερπυσμό. Εργαστηριακή ανάλυση, Βασικοί Υπολογισμοί ερπυσμού.
12. Αυτόνομη εργασία σε επιλεγμένο για κάθε φοιτητή (ή ομάδα φοιτητών) θέμα. Τα δεδομένα για κάθε άσκηση της ομάδας αυτής είναι το ιστορικό της κάθε αστοχίας, καθώς και τα αντίστοιχα δείγματα και δοκίμια. Ο φοιτητής θα αναλύσει το παράδειγμα θα χρησιμοποιήσει τον Εργαστηριακό εξοπλισμό που απαιτείται, θα καταγράψει και θα αναλύσει τα αποτελέσματα , θα εντοπίσει το αίτιο της αστοχίας και τελικά θα προτείνει συγκεκριμένη λύση για την αποφυγή αντίστοιχης κατάστασης στο μέλλον.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία:
• Γ .Ν. Χαϊδεμενοπουλος, Α. Δ. Ζερβάκη, Αστοχίες Μηχανολογικών Στοιχείων και Κατασκευών, Εκδόσεις Τζιόλα, 2024.
• D.R.H.Jones, Engineering Materials 3 ‐ Failure analysis, Pergamon Press, 1993.
• D. Wulpi, Understanding How Components Fail, ASM, 1999.
• A. K. Das, Metallurgy of failure analysis, Mc Graw‐Hill,1996.
• D. Broek, The practical Use of Fracture Mechanics, Kluwer Academic Press, 1988.
• J. Knott, P. Whithey, Fracture Mechanics. Worked Examples, IOM, 1979.
• A. Shukla, Practical Fracture Mechanics in Design, Second Edition, Taylor and Francis,2004.
• J. A. Collins, Failure of Materials in Mechanical Design: Analysis, Prediction, Prevention, Wiley Interscience, 2007.
• V. J. Colangelo and F. A. Heiser, Analysis of Metallurgical Failures, John Wiley & Sons, 1987.
• A. J. McEvily, Metal Failures: Mechanisms, Analysis, Prevention, Wiley‐Interscience, 2001.

Handbooks
• ASM Handbook, 9th edition, Vol.11 Failure Analysis and Prevention, ASM, 2002 International, Materials Park, OH, USA, 1986.
• Handbook of Case Histories in Failure Analysis, Vol.1 and 2, ASM, 1992
CD-ROMs
• Failure Analysis Library, ASM International, 2000
Διαδίκτυο
• ASM Failure Analysis Center Online, www.asminternational.org/materialsinfo – Συναφή επιστημονικά περιοδικά:
Περιοδικά
• Journal of Failure analysis and prevention, Editor: McIntyre R. Louthan Jr., ASM, ISSN 1547‐7029
• Engineering Failure analysis, Elsevier, Editor D.R.H. Jones, ISSN 1350‐6307
• Case Studies in Engineering Failure Analysis, ISSN2213-2902

Ελληνική

Διαλέξεις και Ασκήσεις Πράξης