Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mechanika i wytrzymałość materiałów
Course of study:
2019/2020
Code:
GIKS-1-309-s
Faculty of:
Mining and Geoengineering
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Environmental Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż, prof. AGH Niedbalski Zbigniew (niedzbig@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach wykładów przekazywana jest wiedza z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów w zakresie niezbędnym dla inżynierów na studiowanym kierunku. Na ćwiczeniach audytoryjnych rozwiązywane są podstawowe zagadnienia z zakresu wykładanego materiału. W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych studenci wykonują podstawowe testy wytrzymałościowe z wykorzystaniem różnych materiałów.

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: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę dalszego kształcenia i podnoszenia swojej wiedzy oraz kwalifikacji zawodowych. IKS1A_K03, IKS1A_K01 Activity during classes
M_K002 Student jest świadomy odpowiedzialności za skutki techniczne i społeczne podejmowanych decyzji, w zakresie powierzonych mu zadań inżynierskich. IKS1A_K03, IKS1A_K01 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi wyznaczyć reakcje więzów w prostych konstrukcjach prętowych, belkowych, ramowych, także przy występowaniu sił tarcia. IKS1A_U05, IKS1A_U03 Test
M_U002 Student potrafi wyznaczyć wymiary prostych elementów konstrukcyjnych obciążonych statycznie. IKS1A_U05, IKS1A_U03 Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zna podstawy statyki i dynamiki, posiada wiedzę w zakresie równowagi brył sztywnych obciążonych układami sił i momentów sił. IKS1A_W02, IKS1A_W01 Examination
M_W002 Student ma wiedzę na temat określania podstawowych wymiarów elementów konstrukcyjnych obciążonych statycznie. IKS1A_W02, IKS1A_W01 Examination
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 15 15 0 0 0 0 0 0 0 0
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
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę dalszego kształcenia i podnoszenia swojej wiedzy oraz kwalifikacji zawodowych. + + + - - - - - - - -
M_K002 Student jest świadomy odpowiedzialności za skutki techniczne i społeczne podejmowanych decyzji, w zakresie powierzonych mu zadań inżynierskich. + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć reakcje więzów w prostych konstrukcjach prętowych, belkowych, ramowych, także przy występowaniu sił tarcia. + + + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi wyznaczyć wymiary prostych elementów konstrukcyjnych obciążonych statycznie. + + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna podstawy statyki i dynamiki, posiada wiedzę w zakresie równowagi brył sztywnych obciążonych układami sił i momentów sił. + + + - - - - - - - -
M_W002 Student ma wiedzę na temat określania podstawowych wymiarów elementów konstrukcyjnych obciążonych statycznie. + + + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 118 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 h
Preparation for classes 20 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 15 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 1 h
Module content
Lectures (30h):

Podstawowe pojęcia mechaniki. Statyka, siły i ich odwzorowanie, aksjomaty (zasady) statyki. Więzy, ich rodzaje, siły reakcji więzów. Zbieżny (środkowy) układ sił, redukcja i równowaga. Równowaga trzech sił nierównoległych. Moment siły względem punktu i względem osi. Para sił, moment pary sił. Układ sił równoległych, redukcja i równowaga. Dowolny (niezbieżny) układ sił, redukcja – przypadki redukcji i równowaga – równania równowagi dowolnego układu sił. Środek sił równoległych, środki ciężkości. Zjawisko tarcia i prawa tarcia, tarcie cięgien. Równowaga układów sił z uwzględnieniem sił tarcia. Wybrane problemy tarcia w zastosowaniach inżynierskich: klin, przekładnie cierna, hamulce.
Kinematyka, sposoby opisania ruchu punktu. Dynamika, podstawowe pojęcia i prawa dynamiki.
Podstawowe założenia mechaniki ciał odkształcalnych (wytrzymałości materiałów). Siły wewnętrzne, naprężenia. Właściwości mechaniczne materiałów konstrukcyjnych. Proste przypadki wytrzymałościowe: rozciąganie, skręcanie, ścinanie, zginanie. Równanie różniczkowe osi ugiętej. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia. Uogólnione prawo Hooke’a. Hipotezy wytrzymałościowe. Złożone przypadki wytrzymałości pręta prostego: zginanie wraz z rozciąganiem lub ściskaniem, skręcanie wraz ze zginaniem , zginanie ze ścinaniem pręta o przekroju kołowym. Stateczność prętów. Podstawowe pojęcia z wytrzymałości zmęczeniowej.

Auditorium classes (15h):

Działania na wektorach. Graficzna i analityczna redukcja zbieżnego układu sił. Równowaga zbieżnego układu sił, przykłady wyznaczania reakcji więzów. Zastosowanie twierdzenie o trzech siłach. Równowaga dowolnego układu sił, przykłady wyznaczanie reakcji więzów. Równowaga przestrzennego układu sił. Analiza układów z występującymi siłami tarcia. Wyznaczanie środków ciężkości wybranych figur płaskich i przestrzennych.
Rozciąganie i ściskanie pręta. Ścinanie technologiczne. Zginanie prętów – wykresy momentów gnących i sił tnących. Wymiarowanie belek (zginanie). Wymiarowanie wałów (skręcanie prętów kołowych). Wytrzymałość złożona.

Laboratory classes (15h):

Próba statyczna rozciągania metali. Próba statyczna ściskania materiałów kruchych. Próba statyczna skręcania. Próba statyczna ścinania technicznego. Próba statyczna ściskania sprężyn śrubowych. Próba statyczna zginania. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych.

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Wiadomości z wykładu sprawdzane są w trakcie egzaminu. Do egzaminu można przystąpić po
uzyskaniu pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych. Brak zaliczenia z ćwiczeń przed
terminem egzaminu powoduje utratę terminu egzaminu. Egzamin odbywa się w terminie podstawowym
i dwóch poprawkowych. Ocena z ćwiczeń audytoryjnych jest uzyskiwana na podstawie kolokwium
odbywającego się w terminie podstawowym i jednym terminie poprawkowym. Ćwiczenia laboratoryjne
zaliczane są po uzyskaniu pozytywnej oceny sprawdzającej z każdego doświadczenia i przyjęciu
sprawozdania z wykonanego doświadczenia.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa jest oceną ważoną uzyskaną z pozytywnych ocen z ćwiczeń laboratoryjnych,
audytoryjnych i egzaminu obliczaną w sposób następujący:
0,4 x (pozytywna ocena z egzaminu) + 0,3 x (pozytywna ocena z ćwiczeń audytoryjnych) + 0,2 x
(pozytywna ocena z ćwiczeń laboratoryjnych).

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Sposób wyrównania zaległości na wykładach odbywa się poprzez samodzielne studiowanie tematyki jaką
przekazywano na opuszczonych zajęciach. Nieobecności na ćwiczeniach audytoryjnych powinny być odrobione w innych grupach po uzgodnieniu z prowadzącymi. W przypadku braku innych grup zadane zostaną dodatkowe zadania. Ćwiczenia laboratoryjne należy odrobić w innych grupach bądź w terminie uzgodnionym z prowadzącym.

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość analizy matematycznej oraz podstaw rachunku wektorowego i macierzowego.

Recommended literature and teaching resources:

1. Z. Engel, J. Giergiel: Mechanika Tom 1-3. Wydawnictwo AGH Kraków.
2. J. Misiak: Mechanika techniczna Tom 1-2. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa.
3. J. Leyko: Mechanika ogólna, Tom 1-2. PWN Warszawa.
4. Z. Osiński: Mechanika ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa.
5. I.W. Mieszczerski: Zbiór zadań z mechaniki. PWN Warszawa.
6. R. Romicki: Rozwiązania zadań z mechaniki zbioru I.W. Mieszczerskiego. PWN Warszawa.
7. T. Rajfert, J. Rżysko: Zbiór zadań ze statyki i wytrzymałości materiałów. PWN Warszawa.

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

1. 3D numerical modeling of road tunnel stability – the Laliki project — Modelowanie 3D dla oceny stateczności tunelu drogowego w Lalikach / Tadeusz MAJCHERCZYK, Zbigniew NIEDBALSKI, Michał KOWALSKI // Archives of Mining Sciences = Archiwum Górnictwa ; ISSN 0860-7001. — 2012 vol. 57 no. 1, s. 61–78. — Bibliogr. s. 77–78.
2. Analiza statystyczna właściwości mechanicznych skał płonnych w otoczeniu pokładów węgla na głębokościach 800÷1300 m — Statistical analysis of dead rocks mechanical properties in the surroundings of coal seams located at the depth of 800÷1300 m / Tadeusz MAJCHERCZYK, Zbigniew NIEDBALSKI, Łukasz BEDNAREK // Przegląd Górniczy ; ISSN 0033-216X. — 2013 t. 69 nr 12, s. 89–97. — Bibliogr. s. 97, Streszcz., Abstr.
3. Analysis of yielding steel arch support with rock bolts in mine roadways stability aspect — Analiza systemów obudowy podporowo-kotwowej w aspekcie stateczności wyrobisk korytarzowych / Tadeusz MAJCHERCZYK, Zbigniew NIEDBALSKI, Piotr MAŁKOWSKI, Łukasz BEDNAREK // Archives of Mining Sciences = Archiwum Górnictwa ; ISSN 0860-7001. — 2014 vol. 59 no. 3, s. 641–654. — Bibliogr. s. 653–654.
4. Čislennoe modelirovanie, primenâemoe pri proektirovanii krepi gornyh vyrabotok dlâ ocenki ustojčivosti — [Designing underground excavation support using numerical analysis] / T. MAJCHERCZYK, Z. NIEDBALSKI // W: Ocenka mestoroždenij poleznyh iskopaemyh s padaûŝim ob"emom do"yči v usloviâh isčerpaniâ zapasov : sbornik naučnyh trudov po materialam mežvuzovskoj naučno-praktičeskoj konferencii : 25 marta 2011 goda / Ministerstvo obrazovaniâ i nauki RF, [etc.]. — Sankt-Peterburg : [s. n.], 2011. — S. 14–20. — Bibliogr. s. 19–20

Additional information:

Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych może być uzyskane w terminie podstawowym oraz jednym terminie poprawkowym. Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa. Obecność na wykładach jest zalecana a aktywność może być premiowana. Usprawiedliwioną nieobecność na ćwiczeniach można odrobić z inną grupą, za zgodą obu prowadzących pod warunkiem, że na ćwiczeniach audytoryjnych realizowany jest ten sam temat. Student, który opuścił więcej niż 20% ćwiczeń może nie uzyskać zaliczenia i nie być dopuszczony do zaliczenia poprawkowego. Szczegółowe warunki zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych ustala i podaje do wiadomości studentom prowadzący ćwiczenia na początku semestru.