Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Mechanika pękania materiałów
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
CTCH-2-113-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Technologia Chemiczna
Semestr:
1
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Szaraniec Barbara (szaran@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot podejmuje problem mechaniki pękania materiałów kruchych, szczególnie w warunkach podkrytycznego wzrostu pęknięć tj. pełzania, naprężeń cyklicznych, środowiska. Na podstawie mikromechanicznych modeli zaznajamia ze sposobami określania czasu życia materiałów. Przedstawia mechanizmy podwyższania odporności na pękanie i wiąże je ze zmianami mikrostruktury materiałów. Prezentuje praktyczne aspekty wykorzystania mechaniki pękania w projektowaniu i technologii wytwarzania gotowych wyrobów.

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 potrafi powiązać właściwości mechaniczne materiałów z ich budową, zna podstawowe wielkości opisujące odporność na pękanie materiałów oraz mechanizmy podkrytycznego wzrostu pęknięć TCH2A_W02 Egzamin,
Kolokwium,
Referat,
Udział w dyskusji
M_W002 zna sposoby podwyższania odporności na pękanie materiałów kruchych, w szczególności betonów TCH2A_W02 Egzamin,
Kolokwium,
Referat,
Udział w dyskusji
Umiejętności: potrafi
M_U001 potrafi obliczać czas życia materiałów w warunkach podkrytycznego wzrostu pęknięć TCH2A_U02 Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
M_U002 potrafi obliczać współczynniki koncentracji i intensywności naprężeń, potrafi analizować krzywe Wohlera TCH2A_U02 Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 ma świadomość zagrożeń wynikających z powolnego wzrostu pęknięć, ma świadomość wpływu środowiska na procesy niszczenia materiału TCH2A_K01 Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
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
60 30 0 0 0 0 30 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 potrafi powiązać właściwości mechaniczne materiałów z ich budową, zna podstawowe wielkości opisujące odporność na pękanie materiałów oraz mechanizmy podkrytycznego wzrostu pęknięć + - - - - + - - - - -
M_W002 zna sposoby podwyższania odporności na pękanie materiałów kruchych, w szczególności betonów + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 potrafi obliczać czas życia materiałów w warunkach podkrytycznego wzrostu pęknięć - - - - - + - - - - -
M_U002 potrafi obliczać współczynniki koncentracji i intensywności naprężeń, potrafi analizować krzywe Wohlera - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 ma świadomość zagrożeń wynikających z powolnego wzrostu pęknięć, ma świadomość wpływu środowiska na procesy niszczenia materiału + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 129 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 5 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 32 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
  1. 1. Mechanizmy pękania materiałów kruchych. Teoria Griffitha i Irwina.
  2. 2. Kryteria odporności na pękanie materiałów kruchych (KIC, G, J).
  3. 3. Mechanizmy podwyższenia odporności na pękanie materiałów kruchych.
  4. 4. Stabilny rozwój pęknięć. Krzywa R.
  5. 5. Podkrytyczny wzrost pęknięć (korozja naprężeniowa, pełzanie, zmęczenie).
  6. 6. Zmęczenie materiałów (krzywe Wöhlera, rola pęknięć krótkich)
  7. 7. Zniszczenie w warunkach pełzania.
  8. 8. Korozja naprężeniowa.
  9. 9. Czas życia materiałów – sposoby jego oznaczania.
  10. 10. Kompozyty wzmacniane włóknami i cząstkami.
  11. 11. Rola warstw reakcyjnych w procesie pękania.
  12. 12. Mechanizmy wzmacniania w betonach
  13. 13. Czynniki wypływające na degradację betonów
  14. 14. Fibrobetony – mechanizm pękania
  15. 15. Metody badań odporności na pękanie. Normy.
Zajęcia seminaryjne (30h):
Zajęcia seminaryjne mają na celu utrwalenie wiedzy uzyskanej na wykładach

Tematem zajęć są zagadnienia związane z treścią wykładów, poszerzone o określanie czasu życia materiałów kruchych w warunkach powolnego wzrostu pęknięć, projektowanie mikrostruktury materiałów o podwyższonej odporności na pękanie,
dobór metod i warunków oceny odporności na pękanie materiałów kruchych.

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.
  • Zajęcia seminaryjne: Na zajęciach seminaryjnych podstawą jest prezentacja multimedialna oraz ustna prowadzona przez studentów. Kolejnym ważnym elementem kształcenia są odpowiedzi na powstałe pytania, a także dyskusja studentów nad prezentowanymi treściami.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia zajęć seminaryjnych jest zaliczenie kolokwiów oraz przygotowanie i przedstawienie prezentacji.
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie zaliczenia z zajęć seminaryjnych i zdany egzamin.

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.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci prezentują na forum grupy temat wskazany przez prowadzącego oraz uczestniczą w dyskusji nad tym tematem. Ocenie podlega zarówno wartość merytoryczna prezentacji, jak i tzw. kompetencje miękkie.
Sposób obliczania oceny końcowej:

OK=(0,6*E)+(0,4*S)
E – ocena z egzaminu
S – ocena z zajęć seminaryjnych

E, S – oceny uzyskane w pierwszym terminie lub średnia arytmetyczna z ocen uzyskanych we wszystkich terminach.

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

Student ma możliwość do napisania lub poprawy kolokwium na zajęciach dodatkowych lub konsultacjach.
W przypadku dłuższej usprawiedliwionej nieobecności powinien zgłosić chęć uzupełnienia zaległości w trakcie semestru.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość zagadnień związanych z nauką o materiałach/materiałoznawstwem, sposobami charakteryzowania i opisu właściwości materiałów, technologiami wytwarzania materiałów.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Odkształcanie i pękanie metali – J.W. Wyrzykowski i inni , Wyd. Naukowo
Techniczne Warszaw 1998
2. Materiały Ceramiczne R. Pampuch. PWN Warszawa 1988
3. Mechanika pękania, A. Neimitz , PWN Warszawa 1998
4. Kształtowanie ceramicznych materiałów technicznych K.E. Oczoś, OW
Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 1996
5. Materiały inżynierskie M.F. Ashby, WNT, Warszawa 1995
6. Podstawy mechaniki pękania M.P. Wnuk, Kraków 1981

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Gryń K., Szaraniec B., Chłopek J., (2018) Fatigue strength tests of multifunctional resorbable composite plates in simulated biological conditions. Engineering of Biomaterials 21 (147): p. 21–30
2. Rapacz-Kmita A., Stodolak-Zych E., Szaraniec B., Gajek M., Dudek M., (2015) Effect of clay mineral on the accelerated hydrolytic degradation of polylactide in the polymer/clay nanocomposites. Materials Letters, 146: p. 73-76
3. Szaraniec, B. (2013) Durability of Biodegradable Internal Fixation Plates. Materials Science Forum, 2013. 730-732: p. 15-19
4. Bartkowiak-Jowsa M., Kwiatkowska A., Będziński R., Pezowicz C., Filipiak J., Szaraniec B., Chłopek J., (2014) Mechanical properties and dynamics of degradation of polylactide matrix composites with calcium and sodium alginate fibers. Journal of Composite Materials ; 2014 vol. 48
5. Gryń K., Szaraniec B., Morawska-Chochół A., Chłopek J., (2015) Mechanical characterization of multifunctional resorbable composite plate for osteosynthesis. Engineering of Biomaterials, 18 (133): p. 22–33

Informacje dodatkowe:

Brak