Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Rocznik:
2012/2013
Kod:
RBM-2-303-ET-n
Nazwa:
Zmęczenie materiałów pod kontrolą
Wydział:
Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Eksploatacja i technologia maszyn i pojazdów
Kierunek:
Mechanika i Budowa Maszyn
Semestr:
3
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Niestacjonarne
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Skorupa Małgorzata (mskorupa@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student zna współczesną filozofię projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym w tym filozofię tolerancji uszkodzeń. BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W16, BM2A_W17 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Studium przypadków ,
Udział w dyskusji,
Prezentacja,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_W002 Student dysponuje wiedzą pozwajającą na kontrolę, monitorowanie i ocenę procesu zmęczenia w trakcie eksploatacji konstrukcji. BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W16, BM2A_W17 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Sprawozdanie,
Studium przypadków ,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Wynik testu zaliczeniowego
M_W003 Student zna nowoczesną metodologię badania własności zmęczeniowych materiałow i obiektów. BM2A_W07, BM2A_W08, BM2A_W09, BM2A_W16, BM2A_W17 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić określone normami europejskimi badania własności zmęczeniowych materiałów. BM2A_U10, BM2A_U11, BM2A_U14, BM2A_U26 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi zastosować odpowiednie narzędzia, w tym mechanikę pękania, do projektowania konstrukcji poddanych zmęczeniowym obciążeniom eksploatacyjnym. BM2A_U01, BM2A_U02, BM2A_U05, BM2A_U10, BM2A_U11, BM2A_U14, BM2A_U17, BM2A_U19, BM2A_U20, BM2A_U21, BM2A_U26 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Prezentacja,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. BM2A_K02, BM2A_K03, BM2A_K05, BM2A_K07, BM2A_K08 Aktywność na zajęciach,
Studium przypadków ,
Udział w dyskusji
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. audyt.
Ćwicz. lab.
Ćwicz. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt.
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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. + - + - - + - - - - -
Umiejętności
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. + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje. + - + - - + - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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.

Zajęcia seminaryjne:

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.

Ćwiczenia laboratoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 80 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 8 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 8 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 8 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 16 godz
Przygotowanie do zajęć 32 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 7 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 1 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia z oceny z zaliczenia zajęć seminaryjnych i laboratoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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)

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak