Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Zmęczenie materiałów pod kontrolą
Course of study:
2012/2013
Code:
RBM-2-302-KW-n
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Komputerowe wspomaganie projektowania
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Skorupa Małgorzata (mskorupa@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Machniewicz Tomasz (machniew@agh.edu.pl)
dr inż. Korbel Adam (korbel@agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Skorupa Małgorzata (mskorupa@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. BM2A_K07, BM2A_K02, BM2A_K05, BM2A_K08, BM2A_K03 Activity during classes,
Case study,
Participation in a discussion
Skills
M_U001 Student potrafi przeprowadzić określone normami europejskimi badania własności zmęczeniowych materiałów. BM2A_U10, BM2A_U11, BM2A_U14, BM2A_U26 Test,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi zastosować odpowiednie narzędzia, w tym mechanikę pękania, do projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym. BM2A_U20, BM2A_U21, BM2A_U05, BM2A_U17, BM2A_U01, BM2A_U10, BM2A_U19, BM2A_U11, BM2A_U14, BM2A_U02, BM2A_U26 Activity during classes,
Test,
Presentation,
Participation in a discussion
Knowledge
M_W001 Student zna współczesną filozofię projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym w tym filozofię tolerancji uszkodzeń. BM2A_W16, BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W17 Activity during classes,
Test,
Case study,
Participation in a discussion,
Presentation,
Report,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student dysponuje wiedzą pozwajającą na kontrolę, monitorowanie i ocenę procesu zmęczenia w trakcie eksploatacji konstrukcji. BM2A_W16, BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W17 Activity during classes,
Test,
Presentation,
Report,
Case study,
Execution of laboratory classes,
Test results
M_W003 Student zna nowoczesną metodologię badania własności zmęczeniowych materiałow i obiektów. BM2A_W16, BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W17 Activity during classes,
Test,
Presentation,
Report,
Execution of laboratory classes
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. + - + - - + - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi przeprowadzić określone normami europejskimi badania własności zmęczeniowych materiałów. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować odpowiednie narzędzia, w tym mechanikę pękania, do projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym. + - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna współczesną filozofię projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym w tym filozofię tolerancji uszkodzeń. + - - - - + - - - - -
M_W002 Student dysponuje wiedzą pozwajającą na kontrolę, monitorowanie i ocenę procesu zmęczenia w trakcie eksploatacji konstrukcji. + - + - - + - - - - -
M_W003 Student zna nowoczesną metodologię badania własności zmęczeniowych materiałow i obiektów. + - + - - + - - - - -
Module content
Lectures:

1. Zastosowanie reguły Neubera do wyznaczania lokalnych odkształceń plastycznych w karbie.
2. Analiza zmęczenia metodą odkształcenia lokalnego. Równanie Mansona-Coffina. Uwzględnienie wpływu naprężeń średnich.
3. Projektowanie elementów konstrukcyjnych „przeciw zmęczeniu”, współczynniki bezpieczeństwa.
4. Mechanika pękania – cele i zadania. Opis stanu naprężenie i odkształcenia przed frontem pęknięcia – współczynnik intensywności naprężeń.
5. Krytyczny współczynnik intensywności naprężeń. Odporność na pękanie, metodologia wyznaczania w oparciu o obowiązujące normy.
6. Zastosowanie mechaniki pękania w analizie zmęczenia. Krzywa propagacji pęknięcia. Prawa wzrostu pęknięć zmęczeniowych.

Seminar classes:

1. Zastosowanie reguły Neubera do wyznaczania lokalnej amplitudy odkształceń – przykłady obliczeniowe.
2. Prognozowanie trwałości zmęczeniowej metodą odkształcenia lokalnego – przykłady obliczeniowe.
3. Przybliżona ocena parametrów materiałowych w równaniu Mansona-Coffina.
4. Zastosowanie współczynnika intensywności naprężeń do wyznaczania krytycznej długości pęknięcia i wytrzymałości resztkowej elementu konstrukcyjnego – przykłady obliczeniowe.
5. Wyznaczanie okresu propagacji pęknięcia zmęczeniowego z wykorzystaniem równania Parisa – przykłady obliczeniowe.

Laboratory classes:

1) Inżynierska i rzeczywista krzywa rozciągania. Próba rozciągania (ASTM E 8M, PN-EN 10002-1+AC1) z użyciem ekstensometru wzdłużnego i poprzecznego. Wyznaczenie naprężeń i odkształceń rzeczywistych, określenie modułu Younga, określenie liczny Poissona (ASTM E 132), wyznaczenie równania Ramberga-Osgooda (ASTM E 646). Porównanie inżynierskich i rzeczywistych krzywych rozciągania.
2) Wyznaczanie cyklicznej krzywej odkształcenia: wyznaczenie cyklicznej krzywej odkształcenia (ASTM E 606, PN -84/ H-04334), metoda Landgrafa, prezentacja graficzna i dobór parametrów równania Ramberga – Osgooda.
3) Wyznaczanie krzywej S-N (Wöhlera). Przeprowadzenie badania zmęczeniowego pod kontrolą obciążenia (ASTM E 466, PN-74/H-4327). Opracowanie krzywej S-N i dobór parametrów równania Basquina (ASTM E 468).
4)Wyznaczanie krzywej e-N. Przeprowadzenie badania zmęczeniowego pod kontrolą odkształcenia (badanie niskocyklowe: ASTM E 606, PN -84/ H-04334). Opracowanie krzywej e-N (ASTM E 468) i dobór parametrów równania Coffina-Mansona.
5) Badania rozwoju pęknięć zmęczeniowych (ASTM E-647, PN-84/H-04333). Pomiar długości pęknięcia za pomocą mobilnego mikroskopu. Opracowanie krzywej wzrostu pęknięcia i krzywej prędkości pękania oraz dobór parametrów równania Parisa.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 80 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 8 h
Participation in seminar classes 8 h
Participation in laboratory classes 8 h
Realization of independently performed tasks 16 h
Preparation for classes 32 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 7 h
Contact hours 1 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Średnia z oceny z zaliczenia zajęć seminaryjnych i laboratoryjnych.

Prerequisites and additional requirements:

1) Wiedza z zakresu Wytrzymałości Materiałów ze studiów I stopnia na kierunku mechanicznym.
2) Opanowanie materiału z przedmiotu Integralność Konstrukcji w Eksploatacji (sem. 2 studia II stopnia).

Recommended literature and teaching resources:

1. Skorupa M. Wykłady z Integralności Konstrukcji w Eksploatacji: http://zwmik.imir.agh.edu.pl/Dydaktyka
2. Kocańda S., Szala J. Podstawy obliczeń zmęczeniowych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.
3. Neimitz A. Ocena wytrzymałości elementów konstrukcyjnych zawierających pęknięcia. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2004.
4. Schijve J.: Fatigue of Structures and Materials. Kluver Academic Publishers, Dodrecht/Boston/London, 2001, ISBN 0-7923-7013-9 (HB), ISBN 0-7923-7014-7 (PB)

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None