Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Podstawy sprężystości materiałów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NIMN-1-409-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Inżynieria Metali Nieżelaznych
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Szczerba Marek (szczerba@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

W ramach przedmiotu studenci poznają podstawy sprężystości 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 – 30 godz. i ćwiczenia laboratoryjne – 15 godz.). Zaliczenie przedmiotu obejmuje pozytywne oceny z ćwiczeń audytoryjnych i z ćwiczeń laboratoryjnych oraz egzaminu.

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 zdobywa wiedzę z podstaw sprężystości materiałów izotropowych (moduł Younga, Kirchhoffa, moduł Poissona, zasada addytywności) w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów. IMN1A_W01 Egzamin
M_W002 Student zdobywa wiedzę z zakresu teorii stanu naprężenia i odkształcenia oraz związków fizykalnych (uogólnione prawo Hooke'a) w liniowej teorii sprężystości metali i stopów jako ciał krystalicznych. IMN1A_W01 Egzamin
M_W003 Student zdobywa wiedzę o anizotropowych powierzchniach modułu sprężystości Younga i Kirchhoffa w kryształach metali i stopów oraz zapoznaje się z granicznymi stanami sprężystymi materiałów metalicznych. IMN1A_W01 Egzamin
M_W004 Student zdobywa praktyczną umiejętność wyznaczania podstawowych stałych sprężystości (moduł Younga i współczynnik Poissona) dla polikryształów i monokryształów metali i stopów. IMN1A_W05, IMN1A_W01, IMN1A_W07 Sprawozdanie
M_W005 Student potrafi zastosować uogólnione prawo Hooke'a dla ciał anizotropowych (krystalicznych struktur metali i stopów) w oparciu o zastosowanie koncepcji macierzy stałych sprężystości. IMN1A_W01 Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student zdobywa umiejętność zastosowania prawa Hooke'a do opisu własciwości materiałów izotropowych wykorzystując koncepcje modułu Younga, współczynnika Poissona oraz zasady superpozycji. IMN1A_U01 Kolokwium
M_U002 Student zdobywa umiejętność konstruowania powierzchni modułów Younga i Kirchhoffa dla kryształów metali i stopów z wykorzystaniem koncepcji macierzy stałych sprężystości. IMN1A_U01 Kolokwium
M_U003 Student zdobywa umiejętności analizy złożonych stanów naprężeń im odkształceń oraz wyznaczania wartości głównych naprężeń i odkształceń, własności transformacji tensorów drugiego rzędu do innych układów odniesienia. IMN1A_W01 Kolokwium
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student nabywa kompetencji w zakresie samodzielnego i zespołowego procesu rozwiązywania problemów inżynierii materiałów metalicznych. IMN1A_K01, IMN1A_K02 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
75 30 30 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 Student zdobywa wiedzę z podstaw sprężystości materiałów izotropowych (moduł Younga, Kirchhoffa, moduł Poissona, zasada addytywności) w zastosowaniu do polikryształów metali i stopów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zdobywa wiedzę z zakresu teorii stanu naprężenia i odkształcenia oraz związków fizykalnych (uogólnione prawo Hooke'a) w liniowej teorii sprężystości metali i stopów jako ciał krystalicznych. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zdobywa wiedzę o anizotropowych powierzchniach modułu sprężystości Younga i Kirchhoffa w kryształach metali i stopów oraz zapoznaje się z granicznymi stanami sprężystymi materiałów metalicznych. + - - - - - - - - - -
M_W004 Student zdobywa praktyczną umiejętność wyznaczania podstawowych stałych sprężystości (moduł Younga i współczynnik Poissona) dla polikryształów i monokryształów metali i stopów. + - + - - - - - - - -
M_W005 Student potrafi zastosować uogólnione prawo Hooke'a dla ciał anizotropowych (krystalicznych struktur metali i stopów) w oparciu o zastosowanie koncepcji macierzy stałych sprężystości. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student zdobywa umiejętność zastosowania prawa Hooke'a do opisu własciwości materiałów izotropowych wykorzystując koncepcje modułu Younga, współczynnika Poissona oraz zasady superpozycji. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student zdobywa umiejętność konstruowania powierzchni modułów Younga i Kirchhoffa dla kryształów metali i stopów z wykorzystaniem koncepcji macierzy stałych sprężystości. - + - - - - - - - - -
M_U003 Student zdobywa umiejętności analizy złożonych stanów naprężeń im odkształceń oraz wyznaczania wartości głównych naprężeń i odkształceń, własności transformacji tensorów drugiego rzędu do innych układów odniesienia. - - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student nabywa kompetencji w zakresie samodzielnego i zespołowego procesu rozwiązywania problemów inżynierii materiałów metalicznych. + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 132 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 75 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 20 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Prawo Hooke’a, stałe sprężystości i zasada superpozycji. Właściwości tensorów naprężenia i odkształcenia. Warunki równowagi wewnętrznej naprężeń i nierozdzielności odkształceń. Transformacje tensorów rzędu drugiego. Układ główny i układ maksymalnych naprężeń stycznych. Graficzna reprezentacja transformacji stanu naprężenia/odkształcenia – koło Mohra. Uogólnione prawo Hooke’a – opis tensorowy i macierzowy. Sprężystość materiałów izotropowych i anizotropowych. Powierzchnie Younga i Kirchhoffa w materiałach krystalicznych – transformacje niezależnych stałych sprężystości w wybranych płaszczyznach krystalograficznych. Koncepcja potencjału sieci i energii wiązań, związek z prawem i stałą sprężystości Hooke’a. Energia odkształcenia sprężystego. Strukturalny model sprężystości w ciałach krystalicznych, związek ze składowymi macierzy sprężystości. Formułowanie problemu w teorii sprężystości. Granice ważności prawa Hooke’a.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):

Stałe sprężyste, moduł Younga, stała Poissona, zasada superpozycji. Właściwości tensorów naprężenia i odkształcenia. Wyznaczanie wartości naprężeń głównych i położenia układu głównego. Układ i maksymalnych naprężeń stycznych maksymalnych . Sprężystość materiałów izotropowych – polikryształy. Sprężystość materiałów anizotropowych – monokryształy. Transformacje niezależnych stałych sprężystości w wybranych płaszczyznach krystalograficznych – powierzchnie Younga i Kirchhoffa. Graniczne stany odkształceń sprężystych.

Ćwiczenia laboratoryjne (15h):

Wyznaczanie modułu Younga i współczynnika Poissona w polikryształach metali i stopów. Wyznaczanie modułu Younga i współczynnika Poissona w monokryształach metali i stopów. Określenie granicznych stanów sprężystych w wybranych polikryształach i monokryształach metali i stopów.

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.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: 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:

Pozytywna ocena z ćwiczeń rachunkowych weryfikowana w trybie kolokwium semestralnego. Pozytywna ocena z ćwiczeń laboratoryjnych weryfikowana w trybie kolokwiów cząstkowych oraz przedłożenia pisemnych opracowań merytorycznych ze zrealizowanych ćwiczeń praktycznych. Zaliczenia poprawkowe w formie kolokwium z tematyki ćwiczeń rachunkowych lub/i ćwiczeń laboratoryjnych. Pozytywne oceny z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych uprawniają do dopuszczenia studenta do egzaminu.

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

Ocena końcowa = 0.6 X pozytywna ocena z egzaminu + 0.2 x pozytywna ocena z ćwiczeń rachunkowych + 0.2 x pozytywna ocena z ćwiczeń laboratoryjnych.

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

Przedłożenie pisemnych opracowań merytorycznych oraz pozytywna ocena z pisemnych kolokwiów cząstkowych z zaległych zajęć z ćwiczeń rachunkowych lub/i ćwiczeń laboratoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Podręczniki z podstaw teorii sprężystości i mechaniki ciała stałego.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak