Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika i wytrzymałość
Course of study:
2012/2013
Code:
EIB-1-340-s
Faculty of:
Electrical Engineering, Automatics, Computer Science and Engineering in Biomedicine
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Biomedical Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Responsible teacher:
dr hab. inż. Machniewicz Tomasz (machniew@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Machniewicz Tomasz (machniew@agh.edu.pl)
dr inż. Korbel Adam (korbel@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 jej odpowiedzialności za podejmowane decyzje. IB1A_K02, IB1A_K05, IB1A_K03 Activity during classes,
Report
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć obciążenia jakim poddany jest dany element mechaniczny. IB1A_U06, IB1A_U11, IB1A_U08, IB1A_U01, IB1A_U09 Activity during classes,
Test,
Report
M_U002 Student umie projektować elementy układów mechanicznych w sposób zapewniający ich bezpieczną eksploatację. IB1A_U06, IB1A_U11, IB1A_U08, IB1A_U01, IB1A_U09, IB1A_U03 Test,
Activity during classes,
Report
M_U003 Student potrafi korzystać z literatury fachowej oraz norm przedmiotowych i regulacji prawnych w zakresie obliczeń wytrzymałościowych i badań mechanicznych własności materiałów. IB1A_U08, IB1A_U01, IB1A_U04, IB1A_U03 Report,
Activity during classes,
Test
Knowledge
M_W001 Student rozumie zjawiska i procesy związane z prawami mechaniki. IB1A_W02 Activity during classes,
Test
M_W002 Student zna metody analizy wytrzymałościowej podstawowych elementów układów mechanicznych. IB1A_W07, IB1A_W11 Test,
Activity during classes,
Report
M_W003 Student ma podstawową wiedzę w zakresie metod pomiarowych stosowanych w mechanice i oraz prowadzenia procedur badawczych i interpretowania ich rezultatów. IB1A_W15, IB1A_W09 Report,
Test,
Activity during 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 jej odpowiedzialności za podejmowane decyzje. + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć obciążenia jakim poddany jest dany element mechaniczny. + + - - - - - - - - -
M_U002 Student umie projektować elementy układów mechanicznych w sposób zapewniający ich bezpieczną eksploatację. + + - - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi korzystać z literatury fachowej oraz norm przedmiotowych i regulacji prawnych w zakresie obliczeń wytrzymałościowych i badań mechanicznych własności materiałów. + + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student rozumie zjawiska i procesy związane z prawami mechaniki. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student zna metody analizy wytrzymałościowej podstawowych elementów układów mechanicznych. + + + - - - - - - - -
M_W003 Student ma podstawową wiedzę w zakresie metod pomiarowych stosowanych w mechanice i oraz prowadzenia procedur badawczych i interpretowania ich rezultatów. + + + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Cel i zadania przedmiotu, pojęcia podstawowe, działania na wektorach, klasyfikacja obciążeń, aksjomaty statyki.
2. Środkowy układ sił: warunki równowagi, twierdzenie o trzech siłach. Para sił i jej własności. Moment siły względem bieguna i względem osi. Płaski dowolny układ sił: redukcja płaskiego dowolnego układu sił, warunki równowagi.
3. Tarcie statyczne i kinematyczne. Przykłady zagadnień równowagi statycznej z uwzględnieniem sił tarcia.
4. Przestrzenny układ sił: redukcja przestrzennego układu sił, warunki równowagi.
5. Własności mechaniczne materiałów. Siły wewnętrzne i naprężenia. Rodzaje odkształceń. Klasyfikacja przypadków wytrzymałości prostej.
6. Rozciąganie i ściskanie: naprężenia i odkształcenia przy osiowym rozciąganiu/ściskaniu, warunek bezpieczeństwa, prawo Hooke’a, warunek sztywności.
7. Ścinanie techniczne, warunek bezpieczeństwa, analiza wytrzymałości typowych połączeń z uwzględnieniem warunku bezpieczeństwa na ścinanie.
8. Charakterystyki geometryczne przekrojów. Wskaźniki wytrzymałościowe przekrojów.
9. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia, uogólnione prawo Hooke’a, energia sprężysta.
10. Skręcanie prętów o przekrojach kołowo-symetrycznych: warunek bezpieczeństwa, warunek sztywności. Sprężyny walcowe.
11. Zginanie: wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach, warunek bezpieczeństwa. wyznaczanie odkształceń belek, warunek sztywności.
12. Zginanie z rozciąganiem.
13. Zginanie ukośne.
14. Przypadki wytrzymałości złożonej: pojęcie wytężenia materiału, hipotezy wytężeniowe.
15. Zginanie ze skręcaniem, naprężenia zredukowane, warunek bezpieczeństwa, wymiarowanie elementów poddanych zginaniu i skręcaniu.

Auditorium classes:

1. Wyznaczanie reakcji więzów w przypadku środkowego układu sił.
2. Wyznaczanie reakcji więzów w przypadku płaskiego dowolnego układu sił.
3. Wyznaczanie reakcji więzów w przypadku przestrzennego układu sił.
4. Obliczenia wytrzymałościowe elementów obciążonych osiowo.
5. Obliczanie wytrzymałościowe połączeń elementów konstrukcji inżynierskich.
6. Obliczanie wytrzymałościowe elementów poddanych skręcaniu.
7. Obliczanie wytrzymałościowe elementów poddanych zginaniu.
8. Obliczanie wytrzymałościowe elementów w złożonym stanie naprężeń.
Efekty kształcenia:
• student potrafi rozwiązywać zagadnienia z zakresu statycznej równowagi obiektów mechanicznych, umie wyznaczać siły reakcji w przypadku dowolnego układu sił,
• student potrafi dobrać wymiary elementu, własności mechaniczne materiału lub dopuszczalne obciążenia dla każdego z przypadków wytrzymałości prostej (rozciąganie, ściskanie, ścinanie, skręcanie, zginanie) z uwzględnieniem warunków bezpieczeństwa i wymaganej sztywności,
• student potrafi dobrać wymiary elementów lub/oraz ocenić wytężenie materiału w przypadku najbardziej charakterystycznych przypadków działania złożonego stanu naprężenia.

Laboratory classes:

1. Badania mechanicznych właściwości materiałów:
• Statyczna próba rozciągania,
• Próba ściskania,
• Próba udarności,
• Badania twardości materiałów.
2. Nieniszczące badania materiałów:
• Nieniszczące metody pomiaru własności fizycznych materiałów,
• Defektoskopowe badania jednorodności materiałów.
3. Eksperymentalna analiza stanu naprężenia i odkształcenia:
• Analiza elastooptyczna
• Tensometria oporowa
4. Teoretyczna analiza stanu naprężenia i odkształcenia: metoda elementów skończonych.
Efekty kształcenia:
• student zna podstawowe parametry określające własności mechaniczne materiałów oraz metody ich pomiaru, a także potrafi określić wartość tych parametrów na podstawie wyników badań,
• student zna defektoskopowe metody oceny jednorodności materiałów, wie jak zastosować metodę ultradźwiękową do oceny własności fizycznych materiałów i parametrów geometrycznych badanych obiektów,
• student zna metody eksperymentalnej analizy stanu naprężania i dokształcenia oraz potrafi interpretować uzyskane w ten sposób wyniki,
• student zna podstawy metody elementów skończonych i potrafi samodzielnie zastosować tą metodę do analizy naprężeń i odkształceń dla wybranych obiektów.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 112 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 30 h
Participation in auditorium classes 15 h
Participation in laboratory classes 15 h
Preparation for classes 40 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Contact hours 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena z ćwiczeń audytoryjnych (60%) oraz ocena z ćwiczeń laboratoryjnych (40%).

Prerequisites and additional requirements:

Ogólna wiedza z fizyki i matematyki z uwzględnieniem rachunku różniczkowego, całkowego, oraz podstaw rachunku wektorowego.

Recommended literature and teaching resources:

1. Engel Z., Giergiel J.: Mechanika ogólna. Skrypt AGH
2. Giergiel J., Głuch L, Łopata A.: Zbiór zadań z mechaniki – metodyka rozwiązań, UWND, Kraków 2001.
3. Misiak J.: Statyka i wytrzymałość materiałów. WNT, Warszawa 1996.
4. Mieszczerski I.W.: Zbiór zadań z mechaniki. PWN, Warszawa 1971.
5. Romicki R.: Rozwiązania zadań z mechaniki Zbioru I. W. Mieszczerskiego. PWN, Warszawa 1971.
6. Skorupa A., Skorupa M.: Wytrzymałość materiałów: skrypt dla studentów wydziałów niemechanicznych. AGH Uczelniane Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne, 2000.
7. Wolny S., Siemieniec A.: Wytrzymałość materiałów. Cz. 1, Teoria, zastosowanie. AGH Uczelniane Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne.
8. Niezgodziński M.E., Niezgodziński T.: Wytrzymałość Materiałów. Warszawa, PWN 1981.
9. Wolny S, i in.: Wytrzymałość Materiałów – cz. IV. Ćwiczenia laboratoryjne. Wyd. AGH. Kraków 2007.

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None