Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Wytrzymałość elementów maszyn
Course of study:
2019/2020
Code:
RMBM-1-401-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mechanical Engineering
Semester:
4
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)
Module summary

Poszerzenie wiedzy z zakresu wytrzymałości materiałów o umiejętność rozwiązywania problemów praktycznych dotyczących elementów maszyn pracujących w złożonych stanach naprężeń.

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 ma świadomość konsekwencji za skutki podjętych decyzji (w tym ekonomicznych i społecznych) MBM1A_K03, MBM1A_K02, MBM1A_K01, MBM1A_K04 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
Skills: he can
M_U001 Student potrafi zaprojektować element konstrukcyjny znajdujący się w złożonym stanie naprężenia MBM1A_U01, MBM1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student umie zabezpieczyć elementy konstrukcyjne przed niekorzystnym zjawiskiem koncentracji naprężeń MBM1A_U01, MBM1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_U003 Student potrafi ocenić ryzyko wprowadzonych uproszczeń na etapie projektowania elementu konstrukcyjnego MBM1A_U01, MBM1A_U02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Student potrafi wyznaczyć składowe stanu naprężenia dla złożonych przypadków wytrzymałościowych MBM1A_W02, MBM1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student rozumie zjawisko rozprzestrzeniania się fali odkształcenia w ciałach sprężystych MBM1A_W02, MBM1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
M_W003 Student zna mechanizmy rządzące zmianami stanów naprężenia i odkształcenia ciała podczas zmiennego (losowego) obciążenia MBM1A_W02, MBM1A_W01 Activity during classes,
Examination,
Test,
Project,
Report,
Execution of exercises,
Execution of laboratory classes
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
66 26 26 14 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 ma świadomość konsekwencji za skutki podjętych decyzji (w tym ekonomicznych i społecznych) + + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi zaprojektować element konstrukcyjny znajdujący się w złożonym stanie naprężenia - + + - - - - - - - -
M_U002 Student umie zabezpieczyć elementy konstrukcyjne przed niekorzystnym zjawiskiem koncentracji naprężeń - + + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi ocenić ryzyko wprowadzonych uproszczeń na etapie projektowania elementu konstrukcyjnego - + + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student potrafi wyznaczyć składowe stanu naprężenia dla złożonych przypadków wytrzymałościowych + + + - - - - - - - -
M_W002 Student rozumie zjawisko rozprzestrzeniania się fali odkształcenia w ciałach sprężystych + + + - - - - - - - -
M_W003 Student zna mechanizmy rządzące zmianami stanów naprężenia i odkształcenia ciała podczas zmiennego (losowego) obciążenia + + + - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 170 h
Module ECTS credits 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 66 h
Preparation for classes 50 h
Realization of independently performed tasks 50 h
Examination or Final test 2 h
Contact hours 2 h
Module content
Lectures (26h):

Przypadki wytrzymałości złożonej.
Metody energetyczne.
Metody energetyczne obliczania odkształceń konstrukcji, układy statycznie niewyznaczalne.
Wyboczenie prętów prostych.
Zagadnienia dwuwymiarowe we współrzędnych biegunowych (rury grubościenne, wirujące krążki).
Zbiorniki cienkościenne.
Płyty, naprężenia i odkształcenia.
Rozchodzenie się fal w ciałach sprężystych. Podłużne zderzenie prętów.
Zmęczenie materiałów.

Auditorium classes (26h):

Metoda analityczna wyznaczania przemieszczeń belek.
Metoda grafo-analityczna (obciążeń wtórnych, Mohra) wyznaczania przemieszczeń belek.
Zginanie z rozciąganiem. Zginanie ukośne.
Projektowanie wałów.
Zginanie ze ścinaniem.
Metody energetyczne – twierdzenie Castigliano.
Meotdy energetyczne – twierdzenie Menabre’a (zasada minimum pracy).
Metody energetyczne – obliczenia odkształceń konstrukcji.
Ramy statycznie niewyznaczane.
Projektowanie na wyboczenie.
Rury grubościenne. Tarcze wirujące.
Projektowanie zbiorników cienkościennych.
Zginanie płyt.

Laboratory classes (14h):

(B1) Badania mechanicznych właściwości materiałów: statyczna próba rozciągania, statyczna próba ściskania,
(B2) Badania mechanicznych właściwości materiałów: próba udarności, badania twardości materiałów.
(D) Nieniszczące badania materiałów: nieniszczące metody pomiaru własności fizycznych materiałów, defektoskopowe badania jednorodności materiałów.
(T) Analiza stanu naprężenia i odkształcenia metodą tensometrii oporowej
(E) Analiza stanu naprężenia i odkształcenia metodą elastooptyczną
(A) Teoretyczna analiza stanu naprężenia i odkształcenia: metoda elementów skończonych.

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:

1) Ćwiczenia audytoryjne:
a) ocena osiągniętych przez studenta efektów kształcenia prowadzona jest w formie ustnej (rozwiązywanie przy tablicy zadanych wcześniej problemów) i pisemnej (zapowiedziane wcześniej kolokwia),
b) ocena końcowa odpowiada ocenia najbliższej wartości średniej z uzyskanych ocen cząstkowych (z odpowiedzi ustnych i sprawdzianów pisemnych),
c) w celu uzyskania zaliczenia wszystkie kolokwia powinny być zaliczone na ocenę pozytywną (chyba że prowadzący ćwiczenia zdecyduje inaczej),
d) student nie uzyska zaliczenia gdy jego łączna absencja na zajęciach jest równa lub wyższa niż 50% (bez względu na powód nieobecności),
e) student nie uzyska zaliczenia gdy liczba nieusprawiedliwionych godzin jego nieobecności w trakcie całego semestru jest większa niż 6,
f) podstawą usprawiedliwienia nieobecności na zajęciach jest zwolnienie lekarskie, lub ewentualnie inna udokumentowana przyczyna, uznana przez prowadzącego ćwiczenia za dostatecznie ważną,
g) prowadzący ćwiczenia może dodatkowo, zgodnie z przyjętymi przez siebie i podanymi wcześniej zasadami, obniżyć ocenę końcową ze względu na nieusprawiedliwione nieobecności na zajęciach (z uwzględnieniem punktu 1e),
h) brak oceny z kolokwium w związku z nieusprawiedliwioną nieobecnością studenta na zajęciach traktowany jest równoznacznie z otrzymaniem z tego kolokwium oceny niedostatecznej,
i) w przypadku braku zaliczenia w pierwszym terminie student ma prawo do dwóch zaliczeń poprawkowych z zakresu materiału wskazanego przez prowadzącego zajęcia, pod warunkiem, że nie zachodzą okoliczności określone w punktach 1d) i 1e).

2) Zajęcia laboratoryjne:
a) o ocenie z kolejnych zajęć laboratoryjnych decydują: wynik sprawdzianu wiadomości a także sposób opracowania i terminowość oddania sprawozdania z ćwiczeń,
b) podstawą wyznaczenia oceny zaliczeniowej z zajęć laboratoryjnych jest średnia z ocen za kolejne ćwiczenia,
c) aby uzyskać końcowe zaliczenie zajęć laboratoryjnych wymagane jest zaliczenie każdego z przerabianych ćwiczeń (tj. B, D, T, E, A – por. opis zajęć laboratoryjnych),
d) student ma prawo do dwóch terminów poprawy niezaliczonego sprawdzianu, ustalonych z prowadzącym dane ćwiczenie.

3) Egzamin
a) Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych.
b) Tematyka egzaminu obejmuje także materiał przerabiany w ramach przedmiotu Podstawy Wytrzymałości Materiałów.

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:

1) Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny końcowej z ćwiczeń audytoryjnych, ćwiczeń laboratoryjnych oraz egzaminu.
2) Ocena końcowa z przedmiotu wyznaczana jest na podstawie średniej ważonej z ocen zaliczeniowych z ćwiczeń audytoryjnych (50%), egzaminu (30%) i laboratorium (20%), z uwzględnieniem wszystkich terminów zaliczeń.

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

1) Wykłady:
Nieobecność na wykładzie nie zwalnia studenta z obowiązku opanowania omawianego materiału ani z przestrzegania przekazywanych w trakcie wykładu ustaleń o charakterze organizacyjnym.

2) Ćwiczenia audytoryjne:
W przypadku nieobecności na zajęciach, w wymiarze nieskutkującym utratą możliwości uzyskania zaliczenia, student we własnym zakresie uzupełnia związane z tym braki w uzyskanych efektach kształcenia.

3) Ćwiczenia laboratoryjne:
Odrabianie ćwiczeń niezaliczonych z powodu nieobecności odbywa się w porozumieniu z prowadzącym w trakcie zajęć z inną grupą studentów, a gdy nie ma takiej możliwości – w odrębnym terminie.

Prerequisites and additional requirements:

Warunkiem koniecznym przystąpienia do kursu jest wcześniejsze zaliczenie przedmiotu Podstawy Wytrzymałości Materiałów.

Recommended literature and teaching resources:

1 Wolny S., Siemieniec A.: Wytrzymałość materiałów. Cz. 1, Teoria, zastosowanie. AGH Uczelniane
Wydaw. Naukowo-Dydaktyczne.
2 Skorupa A., Skorupa M.: Wytrzymałość materiałów. Wybrane zagadnienia dla mechaników. UWND. AGH Kraków, 2002
3 Wolny S., Siemieniec A.: Wytrzymałość Materiałów. Cz. II. Wybrane zagadnienia wytrzymałości materiałów. UWND. AGH Kraków, 2004
4 Wolny S, i in.: Wytrzymałość Materiałów – cz. IV. Ćwiczenia laboratoryjne. Wyd. AGH. Kraków 2007.
5 Niezgodziński M.E., Niezgodziński T.: Wytrzymałość Materiałów. Warszawa, PWN 1981.
6 Rżysko J.: Statyka i Wytrzymałość Materiałów. PWN, Warszawa 1977.
7 Dyląg Z. Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów. T. 1. WNT, Warszawa 2003.
8 Patnaik S.N., Hopkins D.A.: Strength of materials : a unified theory. Amsterdam : Elsevier, 2004.
9 Singh D.K.: Strength of materials. Taylor & Francis Group, 2014.

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

1 Machniewicz T. 2013, Fatigue crack growth prediction models for metallic materials – Part I: Overview of prediction concepts. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, vol. 36, No. 4, pp. 293–307.
2 Machniewicz T. 2013, Fatigue crack growth predictions for metallic materials – Part II: Strip Yield model: choices and decisions. Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures, vol. 36, No. 4, pp. 361–373.
3 Skorupa A., Skorupa M., Machniewicz T., Korbel A. 2014, Fatigue crack location and fatigue life for riveted lap joints in aircraft fuselage. Int. J. Fatigue., Vol. 58(8), pp. 209-217.
4 Skorupa M., Korbel A., Skorupa A., Machniewicz T. 2015, Observations and analyses of secondary bending for riveted lap joints. Int. J. Fatigue., Vol. 72, pp. 1-10, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2014.10.008
5 Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Schijve J., Korbel A. 2015, Fatigue life prediction model for riveted lap joints. Engineering Failure Analysis, Vol. 53, pp. 111-123.
6 Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Korbel A. 2015, Fatigue strength reduction factors at rivet holes for aircraft fuselage lap joints. Int. J. Fatigue, Vol. 80, pp. 417-425.
7 Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Korbel A. 2016, Effect of load transfer by friction on the fatigue behaviour of riveted lap joints. Int. J. Fatigue, Vol. 90, pp. 1-11.
8 Skorupa M., Machniewicz T., Skorupa A., Korbel A. 2017, Fatigue life predictions for riveted lap joints. Int. J. Fatigue, Vol. 94, pp. 41-57.

Additional information:

Materiały do laboratoriów dostępne pod adresem
http://zwmik.imir.agh.edu.pl/dydaktyka/dla_studentow/imir/imir.html