Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika ciał stałych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
MIMT-2-205-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Materiałowa
Semestr:
2
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Szczepanik Stefan (szczepan@metal.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł zawiera zagadnienia związane z opisem stanem naprężenia i odkształcenia, prawa plastycznego płynięcia i ich zastosowanie do modelowania, elementy teorii pękania, pełzania i teorie pełzania, elementy mechaniki kompozytów, elementy mechaniki metalicznych ciał ściśliwych.

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 Student zna: opis stanu naprężenia i odkształcenia, podstawowe prawa plastycznego płynięcia, mechanizmów pękania i kryteria pękania oraz stanu mechanicznego w obszarze pękania, zagadnienia związane z pełzaniem oraz prawa pełzania, elementy mechaniki kompozytów wzmocnionych włóknami i umocnionych cząstkami oraz mechaniki metalicznych ciał ściśliwych. IMT2A_W03 Egzamin,
Kolokwium
M_W002 Student potrafi przeprowadzić analizę płynięcia materiałów sprężysto-plastycznych, sztywno-plastycznych i lepko-plastycznych. IMT2A_W02 Egzamin,
Kolokwium
M_W003 Student zna metodologię wyprowadzania równań opisujących związki pomiędzy naprężeniami i odkształceniami w stanie sprężystym, plastycznym i sprężysto- plastycznym IMT2A_W01 Egzamin,
Kolokwium
M_W004 Student zna podstawowe zagadnienia z teorii sprężystości i plastyczności IMT2A_W04 Kolokwium,
Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi dokonać analizy stanu naprężenia i odkształcenia w stanie sprężystym i plastycznym, określić odporność na kruche pękanie oraz odkształcenie pełzania, analizować przyczyny pękania, projektować własności kompozytów. IMT2A_U01 Kolokwium,
Egzamin
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
56 28 28 0 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 Student zna: opis stanu naprężenia i odkształcenia, podstawowe prawa plastycznego płynięcia, mechanizmów pękania i kryteria pękania oraz stanu mechanicznego w obszarze pękania, zagadnienia związane z pełzaniem oraz prawa pełzania, elementy mechaniki kompozytów wzmocnionych włóknami i umocnionych cząstkami oraz mechaniki metalicznych ciał ściśliwych. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student potrafi przeprowadzić analizę płynięcia materiałów sprężysto-plastycznych, sztywno-plastycznych i lepko-plastycznych. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student zna metodologię wyprowadzania równań opisujących związki pomiędzy naprężeniami i odkształceniami w stanie sprężystym, plastycznym i sprężysto- plastycznym + + - - - - - - - - -
M_W004 Student zna podstawowe zagadnienia z teorii sprężystości i plastyczności + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi dokonać analizy stanu naprężenia i odkształcenia w stanie sprężystym i plastycznym, określić odporność na kruche pękanie oraz odkształcenie pełzania, analizować przyczyny pękania, projektować własności kompozytów. - + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 126 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 56 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Inne 15 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (28h):
Mechanika Ciał Stałych I.Elementy teorii sprężystości:

1. opis stanu naprężenia, tensor naprężenia, aksjator i dewiator stanu naprężenia, niezmienniki stanu naprężenia.
2.Maksymalne naprężenia styczne i płaszczyzny ich działania.
3.Opis stanu odkształcenia:tensory odkształceń skończonych w zapisie Lagrange i Eulera i tensory odkształceń nieskończenie małych, geometryczna interpretacja składowych stanu odkształcenia.
4.Tensor prędkości odkształcenia, tensor przyrostów odkształcenia, tensor odkształceń logarytmicznych,
5. Związki pomiędzy naprężeniami i odkształceniami dla ciał: izotropowych sprężyście, anizotropowych sprężyście, równania Lame, tensor stałych sprężystości.
II. Elementy teorii plastyczności:
6.Umocnienie odkształceniowe, krzywa umocnienia.
7.Praca i moc odkształcenia plastycznego. Warunki plastyczności Hubera, Tresci.
8.Prawa plastycznego płynięcia: Levy-Misesa, Prandtla-Reussa, czułość materiałów na prędkość odkształcenia. Modele ciał, równania opisujące model mechaniczny odkształcania.
III. Zarys mechaniki pękania:
9. Kryteria pękania i niektóre przypadki pęknięć oraz sposoby obciążenia.
przełomy dla pękania kruchego, ciągliwego i mieszanego.
10. Pole naprężeń i odkształceń wokół wierzchołka szczeliny w ośrodku liniowo-sprężystym, współczynnik koncentracji naprężeń i intensywności naprężeń.
11. Pole mechaniczne u wierzchołka szczeliny, równanie Williamsa-Irwina, strefa plastyczna przed wierzchołkiem szczeliny – model Irwina, współczynnik intensywności IV. Zarys mechaniki pełzania
12 Podstawowe pojęcia i teorie pełzania: teoria płynięcia, teoria starzenia, teoria Nadaia, teoria Boltzmana, funkcja relaksacji naprężeń, teoria płynięcia a pełzanie.
V. Elementy teorii plastyczności metalicznych ciał porowatych
13.Modele ciał porowatych, warunki przejścia w stan plastyczny, energetyczny warunek plastyczności, graficzne przedstawienie warunków plastyczności. Związki pomiędzy parametrami odkształcania a wybranymi własnościami porowatych materiałów metalicznych.
VI. Elementy mechaniki kompozytów
14.Podział materiałów kompozytowych, związki między naprężeniami i odkształceniami, reguła mieszanin; mechanizmy umocnienia kompozytów wzmocnionych włóknami długimi lub włókami krótkimi i kompozytów umocnionych cząstkami. Moduł Younga i elementy mechaniki pękania kompozytów.

Ćwiczenia audytoryjne (28h):
Mechanika Ciał Stałych

1.Wyznaczanie składowych tensora odkształcenia.
2.Wyznaczanie składowych tensora prędkości odkształcenia.
3.Obliczanie energii odkształcenia sprężystego.
4.Obliczanie podstawowych problemów związanych z odkształcaniem plastycznym.
5.Wyznaczanie składowych stanu naprężenia w oparciu o uogólnione prawo Hooke’a.
6.Zastosowanie teorii Levy-Misesa do analizy wybranych procesów plastycznego płynięcia.
7.Obliczanie z zakresu mechaniki pękania.
8.Obliczanie z zakresu mechaniki kompozytów.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Podaje Prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona: 0,4 * ocena z ćwiczeń audytoryjnych + 0,6 * ocena z egzaminu

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

Podaje Prowadzący na pierwszych zajęciach w semestrze

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Brak

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1.Y.C. Fung: „Podstawy mechaniki ciała stałego”, PWN, Warszawa, 1969.
2.T. Bednarski: „Mechanika plastycznego płynięcia w zarysie”, PWN, Warszawa, 1995.
3.M. Morawiecki, L. Sadok, E. Wosiek: „Przeróbka plastyczna – Podstawy Teoretyczne”, Wydawnictwo Śląskie, 1986.
4.D. Frederick: „Continuum mechanics”, Boston, 1965.
5.A. Neimitz: “Mechanika pękania”, PWN, Warszawa, 1998.
6.M. Blicharski: „Odkształcenie i pękanie”. Wydawnictwo Nauk-Dydakt. AGH, Kraków, 2002.
7.J. Majta: Odkształcanie i własności. Stale mikrostopowe. Wybrane zagadnienia. Wydawnictwa AGH. Kraków 2008.
8. Łuksza J.: Mechanika ośrodków ciągłych – wybrane zagadnienia, Wyd. AGH, 2014.
9.T. Fudzi, M. Djako: Mechanika rozruszenija kompozicjonnych materiałów. Moskwa, Mir 1982 (tł. z j. japońskiego).
10. S. Szczepanik: Mechanika ośrodków ciągłych – wykład w latach 2003-2007.
11. S. Szczepanik: Przeróbka plastyczna materiałów spiekanych z proszków i kompozytów. AGH UWN-D, Kraków 2003
12. F.C. Campbell: Manufacturing Technology for Aerospace Structural Materials, Elsevier 2006.
Metal Matrix Composites. Ed K. Kainer, Wiley –VCH Weinheim 2006

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl/
1.Łuksza J.: Mechanika ośrodków ciągłych – wybrane zagadnienia, Wyd. AGH, 2014.

Informacje dodatkowe:

Brak