Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Theory of elasticity and plasticity
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
GBUD-2-105-GE-s
Wydział:
Górnictwa i Geoinżynierii
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Geotechnical Engineering and Underground Construction
Kierunek:
Budownictwo
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Jakubowski Jacek (Jacek.Jakubowski@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Basic concepts, principles and equations of the theory of elasticity and plasticity. Problem solving with the use of numerical and symbolic calculations.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 The student knows the basic equations and boundary conditions of the linear theory of elasticity and its relations with energy. BUD2A_W01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 The student knows the basic concepts of the theory of plasticity, models of bodies in the theory of plasticity, yield criteria. BUD2A_W01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 The Student can use the description of the state and field of stress, strain and displacement to solve problems using numerical and symbolic calculations. BUD2A_U03 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_U002 The student can use the equations of the theory of elasticity to solve problems using numerical and symbolic calculations. BUD2A_U03 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Is aware of the scope of their current knowledge and understands the need for constant self-education and self-development BUD2A_K01 Odpowiedź ustna,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
45 30 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 The student knows the basic equations and boundary conditions of the linear theory of elasticity and its relations with energy. + - + - - - - - - - -
M_W002 The student knows the basic concepts of the theory of plasticity, models of bodies in the theory of plasticity, yield criteria. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 The Student can use the description of the state and field of stress, strain and displacement to solve problems using numerical and symbolic calculations. + - + - - - - - - - -
M_U002 The student can use the equations of the theory of elasticity to solve problems using numerical and symbolic calculations. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Is aware of the scope of their current knowledge and understands the need for constant self-education and self-development + - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 60 godz
Punkty ECTS za moduł 2 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 45 godz
Przygotowanie do zajęć 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Elements of tensor calculus, index notation and conventions. Stress vector – tensor formula. Transformation matrix. Transformation of the vector, the coordinate system and the tensor. Dyadics. The problem of principal stresses and principal directions. Stress axiator and deviator. Particular stress conditions. Stress field and differential equations of equilibrium. Displacement field and gradient. Almansi, Green and Cauchy strain tensors. Rotation tensor. Geometric interpretation of the components of strain tensor and rotation tensor. Transformation of the strain tensor, properties of the strain tensor. Strain axiator and deviator. Strain compatibility equations. Shear and purely amorphous deformation. Hooke’s physical equations. Law on form and volume change. Hooke’s equation for anisotropic medium. Basic equations and problems of the linear theory of elasticity with boundary conditions. Synthetic equations: Lame’s and Beltrami-Michell’s equations. Reverse method, static approach and kinematic approach. Airy stress functions. The principle of virtual work. Clapeyron theorem. Elastic energy, axiatoric and deviatoric energy. Stress and strain potential. Betti reciprocal work theorem. The principle of minimum potential energy. The principle of minimum complementary energy. Plasticity and theory of plasticity. Definitions. Material models in the theory of plasticity. Plasticity potential. Reinforcement. Strength criteria for ductile materials and brittle materials.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Problems solved with Matlab or another engineering tool for numerical and symbolic calculations: Stress vector – tensor formula. Transformation of the stress tensor. Principal stresses and principal directions. Principal values for deviator. Plane stress. Strain tensor. Displacements, strain and rotation fields. Physical equations. Stress field and differential equations of equilibrium. Airy’s function and boundary loads. Elastic energy. Reduced stress and comparison of strength criteria.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: The content presented at the lectures is provided in the form of a multimedia presentation in combination with a classical lecture panel enriched with demonstrations relating to the issues presented.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: During laboratory classes, students independently solve a practical problem, choosing the right tools. The leader stimulates the group to consider the problem deeply, so that the obtained results have a high substantive value.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Credit is obtained within the primary deadline and one retake. The final test covers the scope of both classes and lectures. Attendance in classes is mandatory. Attendance in lectures is recommended. Detailed assessment for classes is agreed by the lecturers at the beginning of the semester. Exceptions and temporary rules applicable in a given academic year will be presented at the first lecture.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Students participate in classes learning further content of teaching according to the syllabus of the subject. Students should constantly ask questions and explain doubts. Audiovisual recording of the lectures is not allowed and requires the teacher's consent.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Students perform laboratory exercises in accordance with materials provided by the teacher. The student is obliged to prepare for the subject of the exercise, which can be verified in an oral or written test. Completion of classes is achieved on the basis of presenting a solution to the problem. Completion of the module is possible after completing all laboratory classes.
Sposób obliczania oceny końcowej:

The final grade is the score for passing classes and lectures. Participation in lectures may be rewarded.

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

Excused absence from classes can be made up for with another group, with the consent of both lecturers and provided that the class covers the same topic.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Timoshenko S.P., Goodier J.N. / Theory of Elasticity / McGraw-Hill Books Company
2. Starovoitov E., Bakhman F. Naghiyev O. / Foundations of the Theory of Elasticity, Plasticity, and Viscoelasticity / CRC Press
3. Westergaard, H. M. / Theory of Elasticity and Plasticity / Harward University Press
4. Matlab User Manual

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Local buckling of highly corroded hot-rolled box-section beams / Przemysław FIOŁEK, Jacek JAKUBOWSKI // Journal of Constructional Steel Research ; ISSN 0143-974X. — 2019 vol. 157, s. 359–370.
2. Code calculations for local stability of shaft guides / Przemysław FIOŁEK, Jacek JAKUBOWSKI, Kamil TOMCZAK // Studia Geotechnica et Mechanica ; ISSN 0137-6365. — 2017 vol. 39 nr 3, s. [1–9].
3. The effects of age, cement content, and healing time on the self-healing ability of high-strength concrete / Kamil TOMCZAK, Jacek JAKUBOWSKI // Construction and Building Materials ; ISSN 0950-0618. — 2018 vol. 187, s. 149–159.
4. Uogólnienia metody elementów skończonych w inżynierskich symulacjach numerycznych ośrodka nieciągłego i dyskretnego / Jacek JAKUBOWSKI // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN 1732-6702. — 2010 R. 34 z. 2, s. 325–340.

Informacje dodatkowe:

Credit is obtained within the primary deadline and one retake. The final test covers the scope of classes and lectures. Attendance in classes is mandatory. If a student had skipped more than 20% of the classes, he or she cannot get credit and shall not be allowed to pass the retake. Excused absence from classes can be made up for with another group, but only with the consent of both lecturers and provided that the class covers the same topic. Detailed assessment for classes is agreed by the lecturers at the beginning of the semester. Attendance at lectures is mandatory. Exceptions and temporary rules applicable in a given academic year will be presented at the first lecture.