Tvorivé vedecké bádanie, veda a výskum a v nadväznosti na to rozvíjanie vzdelanosti sú jednými z hlavných úloh akademických prostredí univerzít. Riešiteľské tímy Žilinskej univerzity v Žiline, jej fakúlt a ústavov riešia úlohy základného a aplikovaného výskumu národného a medzinárodného charakteru a významu. V podmienkach univerzity sú pracoviská, pre ktoré je charakteristický dlhodobý, cielený experimentálny výskum vykonávaný v súlade s profiláciou univerzity. Jedným z takýchto pracovísk je na Strojníckej fakulte ŽU v Žiline Katedra materiálového inžinierstva. V rozhovore pre HN nám pracovisko priblížil prof. Ing. Otakar Bokůvka, PhD., prorektor pre vedu a výskum na ŽU v Žiline.
Na čo sa vo vedeckovýskumnej a odbornej činnosti vášho pracoviska predovšetkým sústreďujete?
-- Zameriavame sa najmä na oblasť skúmania štruktúry a vlastností kovových a nekovových konštrukčných materiálov vrátane nekonvenčných druhov. 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).
Prečo je zaujímavá práve táto oblasť?
-- 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). Realita je však iná. K únavovým lomom dochádza aj ďaleko za hranicou N = 107 cyklov, amplitúda cyklického napätia ďalej klesá s rastúcim počtom cyklov N a koncepcia bezpečného namáhania za touto hranicou tak nezodpovedá skutočnej realite.
V čom tkvie nebezpečenstvo z toho vyplývajúce?
-- S ohľadom na inžiniersku prax, návrh a použitie vhodného konštrukčného materiálu sú údaje o medzi únavy sc (stanovenej pri N = 2.106 ÷ 107 cyklov) nadhodnotené vyššie. Túto skutočnosť je potrebné rešpektovať pri optimálnom návrhu súčiastky, konštrukcie, predovšetkým tam, kde sa predpokladá použitie materiálu v oblasti ultravysokého počtu cyklov. Skutočné hodnoty sú totiž nižšie a pohybujú sa v rozmedzí od 40 MPa do 200 MPa. Podcenenie týchto rizík by mohlo mať veľmi vážne dôsledky.
Na ktoré otázky tu ešte treba hľadať odpoveď?
-- 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 aj úloha inklúzií, pórov, dlhých hraníc zŕn, povrchová a podpovrchová iniciácia únavových trhlín, existencia viacerých vetví na krivke životnosti, atď.
Dá sa povedať -- čo pojem, to pre laika rébus, žiadajúci si ďalšie vysvetlenie. Vo vašich odborných kruhoch je však iste jasné, o čom je tu reč. Ktorým materiálom sa pracovisko v danej oblasti vedecko-výskumnej činnosti venuje v súčasnosti?
-- V rámci získaných projektov, ako sú VEGA, APVV, či pomocou bilaterálnej a medzinárodnej spolupráce s Universita Degli Studi di Parma v Taliansku a Ústavom fyziky materiálů, AV ČR v Brne, sa venujeme najmä zliatinám hliníka a biomateriálom. Vedeckovýskumnú činnosť v oblasti únavy, v oblasti ultravysokého počtu cyklov zaťažovania však naše pracovisko vykonáva úspešne už dlhší čas. Dočkali sme sa tu aj uznania. Za pôvodné výsledky získala Katedra materiálového inžinierstva Strojníckej fakulty ŽU napríklad "Cenu ministra školstva SR za vedu a techniku" v roku 2004 v kategórii "Prestížna organizácia výskumu a vývoja". Bolo to konkrétne za originálny výskum degradačných a koróznych mechanizmov v zliatinách horčíka, ložiskových oceliach a ADI (Austempered Ductile Iron) pri statickom a dynamickom namáhaní v oblasti gigacyklových režimoch zaťažovania. Každé ocenenie vie potešiť, ako odborníci máme však nemenšiu radosť z toho, že posúvame dopredu hranice poznania v oblasti materiálového inžinierstva.