Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Podstawy plastyczności materiałów
Course of study:
2019/2020
Code:
NIMN-1-502-s
Faculty of:
Non-Ferrous Metals
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Szczerba Marek (szczerba@agh.edu.pl)
Module summary

W ramach przedmiotu studenci poznają podstawy plastyczności materiałów metalicznych jako ciał polikrystalicznych – izotropowych oraz monokrystalicznych – anizotropowych. Student otrzymuje wiedzę podstawową (wykład – 30 godz.) oraz umiejętność jej teoretycznego i doświadczalnego zastosowania (ćwiczenia audytoryjne – 15 godz. i ćwiczenia laboratoryjne – 30 godz.). Zaliczenie przedmiotu obejmuje kolokwium, sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych oraz egzamin końcowy.

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 zdobywa umiejętność rozwiązania problemów z obszaru inżynierii metali nieżelaznych zarówno w ujęciu indywidualnym jaki we współpracy zespołowej. IMN1A_K01, IMN1A_K02 Activity during classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi sformułować kryteria plastyczności Tresci i Hubera-Misesa w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów poddanych prostym i złożonym stanom obciążenia mechanicznego. IMN1A_U01 Test
M_U002 Student potrafi zastosować prawo Schmida, czyli kryterium plastyczności w zastosowaniu do metali i stopów jako ciał plastycznie anizotropowych. IMN1A_U01 Test
M_U003 Student posiada umiejętność praktycznego wyznaczania krytycznych parametrów materiałowych rozpoczęcia odkształcenia plastycznego w wybranych polikryształach i monokryształach metali i stopów. IMN1A_U04, IMN1A_U01 Report
M_U004 Student zdobywa praktyczne umiejętności doświadczalnej identyfikacji operujących systemów poślizgu i bliźniakowania w monokryształach metali i stopów o różnej energii błędu ułożenia oraz określenia wpływu temperatury i prędkości odkształcenia na charakterystyki mechaniczne wybranych polikryształów metali i stopów. IMN1A_U04, IMN1A_U01 Report
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student zdobywa podstawową wiedzę z plastyczności materiałów izotropowych (kryteria plastyczności, powierzchnie plastyczności) oraz fizycznych podstaw przejścia sprężysto- plastycznego materiałów w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów. IMN1A_W01 Examination
M_W002 Student posiada wiedzę z fizyko-mechanicznych podstaw plastyczności materiałów metalicznych w zastosowaniu do metali i stopów jako ciał o budowie krystalicznej (krystalografia poślizgu i bliźniakowania w metalach o sieciach regularnych i heksagonalnych). IMN1A_W06, IMN1A_W01 Examination
M_W003 Student posiada wiedzę z podstaw teorii dyslokacji w zastosowaniu do plastyczności metali i stopów o sieciach regularnych i heksagonalnych. IMN1A_W06, IMN1A_W01 Examination
M_W004 Student posiada umiejętność opisu skutków działania systemów deformacji sieci krystalicznej materiałów o sieciach regularnych (poślizgu i bliźniakowania) w oparciu o koncepcje macierzy deformacji i macierzy korespondencji. IMN1A_W01 Test
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
90 45 15 30 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 zdobywa umiejętność rozwiązania problemów z obszaru inżynierii metali nieżelaznych zarówno w ujęciu indywidualnym jaki we współpracy zespołowej. - + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi sformułować kryteria plastyczności Tresci i Hubera-Misesa w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów poddanych prostym i złożonym stanom obciążenia mechanicznego. - + + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zastosować prawo Schmida, czyli kryterium plastyczności w zastosowaniu do metali i stopów jako ciał plastycznie anizotropowych. - + + - - - - - - - -
M_U003 Student posiada umiejętność praktycznego wyznaczania krytycznych parametrów materiałowych rozpoczęcia odkształcenia plastycznego w wybranych polikryształach i monokryształach metali i stopów. - + + - - - - - - - -
M_U004 Student zdobywa praktyczne umiejętności doświadczalnej identyfikacji operujących systemów poślizgu i bliźniakowania w monokryształach metali i stopów o różnej energii błędu ułożenia oraz określenia wpływu temperatury i prędkości odkształcenia na charakterystyki mechaniczne wybranych polikryształów metali i stopów. - + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zdobywa podstawową wiedzę z plastyczności materiałów izotropowych (kryteria plastyczności, powierzchnie plastyczności) oraz fizycznych podstaw przejścia sprężysto- plastycznego materiałów w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę z fizyko-mechanicznych podstaw plastyczności materiałów metalicznych w zastosowaniu do metali i stopów jako ciał o budowie krystalicznej (krystalografia poślizgu i bliźniakowania w metalach o sieciach regularnych i heksagonalnych). + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę z podstaw teorii dyslokacji w zastosowaniu do plastyczności metali i stopów o sieciach regularnych i heksagonalnych. + - - - - - - - - - -
M_W004 Student posiada umiejętność opisu skutków działania systemów deformacji sieci krystalicznej materiałów o sieciach regularnych (poślizgu i bliźniakowania) w oparciu o koncepcje macierzy deformacji i macierzy korespondencji. + - - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 150 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 90 h
Realization of independently performed tasks 60 h
Module content
Lectures (45h):

Kryteria plastyczności materiałów polikrystalicznych. Koncepcja naprężenia i odkształcenia zastępczego. Równania plastyczności dla materiałów izotropowych. Topologia komórki elementarnej, atomowy model ścięcia plastycznego sieci krystalicznej. Systemy poślizgu i bliźniakowania. Prawo Schmida w stanach jednoosiowych i jego reprezentacja stereograficzna. Uogólnione prawo Schmida dla przestrzennych stanów naprężeń. Macierzowy opis poślizgu pojedynczego i wielokrotnego. Metody doświadczalne wyznaczanie macierzy gradientów deformacji. Koncepcja niezależnych systemów poślizgu. Atomowy model ścięcia bliźniaczego. Koncepcja macierzy reindeksacji i korespondencji. Koncepcja dyslokacji. Rodzaje dyslokacji i definicja wektora Burgersa. Energia własna dyslokacji. Reakcje dyslokacji i siła działająca na dyslokację. Źródła emisji dyslokacji i fizyczna interpretacja krytycznego naprężenia poślizgu. Dyslokacje w metalach o sieciach RSC RPC oraz HZ.

Auditorium classes (15h):

Zastosowania hipotezy maksymalnego naprężenia stycznego (Tresca) oraz hipotezy energetycznej Hubera-Misesa dla materiałów izotropowych. Podobieństwa i różnice pomiędzy tymi hipotezami. Krystalografia geometryczna systemów poślizgu w sieciach RSC i RPC i HZ. Prawo Schmida dla stanów jednoosiowych w materiałach monokrystalicznych o sieciach regularnych i sieci heksagonalnej – reprezentacja przy pomocy rzutu stereograficznego. Prawo Schmida dla przestrzennych stanów naprężeń. Macierzowy opis poślizgu w kryształach regularnych. Krystalografia geometryczna systemów bliźniakowania w sieciach regularnych i sieci heksagonalnej. Prawo Schmida dla bliźniakowania mechanicznego w kryształach RSC. Przykłady zastosowań macierzy reindeksacji i macierzy korespondencji.

Laboratory classes (30h):

Wyznaczanie granicy plastyczności polikryształów i monokryształów metali i stopów. Weryfikacja prawa Schmida dla monokryształów metali o różnej orientacji. Identyfikacja operujących systemów poślizgu i bliźniakowania w kryształach regularnych. Wpływ temperatury i energii błędu ułożenia i orientacji krystalograficznej na charakterystyki mechaniczne rozciąganych polikryształów i monokryształów metali i stopów.

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:

Uzyskanie pozytywnej oceny z kolokwium semestralnego z ćwiczeń audytoryjnych. Przedłożenie pisemnych sprawozdań ze zrealizowanych tematów w ramach ćwiczeń laboratoryjnych oraz uzyskanie pozytywnej oceny kolokwiów tematycznych. Pozytywne oceny z obydwu ćwiczeń dopuszczają do egzaminu końcowego. Zaliczenia poprawkowego z obydwu ćwiczeń w trybie kolokwium pisemnego.

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.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 0.6 x pozytywna ocena z egzaminu + 0.2 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:

Zaległości są wyrównywane w trybie pisemnych kolokwiów cząstkowych oraz dodatkowo merytorycznych sprawozdań tematycznych w przypadku ćwiczeń laboratoryjnych.

Prerequisites and additional requirements:

Prerequisites and additional requirements not specified

Recommended literature and teaching resources:

Podręczniki dla studentów z obszaru strukturalnej mechaniki ciała stałego ze szczególnym uwzględnieniem podstaw teorii dyslokacji.

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

Additional scientific publications not specified

Additional information:

None