10. Język wykładowy polski
11.
Przedmioty
wprowadzające oraz wymagania wstępne
Fizyka, Matematyka, Mechanika techniczna; Podstawowymi przedmiotami wprowadzającymi są: Matematyka (rachunek różniczkowy, równania różniczkowe zwyczajne) i Mechanika (reakcje więzów, warunki równowagi, siły wewnętrzne).
12. Cel przedmiotu
Celem przedmiotu jest zdobycie przez studenta umiejętności rozwiązywania podstawowych problemów technicznych z zakresu wytrzymałości materiałów oraz przeprowadzania podstawowych analiz wytrzymałościowych elementów maszyn i urządzeń mechatronicznych.
Nr. 13. Przedmiotowe efekty kształcenia
Metoda sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma prowadzenia
zajęć
Odniesienie do kierunkowych
efektów kształcenia Przedmiotowe efekty wiedzy
EPW1
Rozróżnia rodzaje prostych stanów obciążenia, stany naprężenia i stany odkształcenia. oraz siły wewnętrzne.
Egzamin Wykład MT1P_W12
MT1P_W13 EPW2 Zna zagadnienia dotyczące rozciągania lub
ściskanie prętów prostych. Egzamin Wykład MT1P_W12
MT1P_W13 EPW3 Zna zagadnienia dotyczące naprężeń
zginających w belce. Egzamin Wykład MT1P_W12
MT1P_W13
EPW4
Zna zagadnienia dotyczące swobodnego skręcania prętów o przekroju kołowym oraz występujących naprężeń stycznych i kąta skręcenia.
Egzamin Wykład MT1P_W12
MT1P_W13
EPW5 Zna zagadnienia dotyczące zginania łuków i
zginania ram. Egzamin Wykład MT1P_W12
MT1P_W13 Przedmiotowe efekty umiejętności
EPU1 Potrafi analizować i badać siły tnące oraz momenty gnące w belkach prostych;
Pytania i sprawozdania z laboratorium
Laboratorium MT1P_U12 MT1P_U13 MT1P_U27
EPU2
Potrafi analizować i badać ugięcia belki przy różnych obciążeniach i różnych warunkach umocowania.
Pytania i sprawozdania z laboratorium
Laboratorium MT1P_U12 MT1P_U13 MT1P_U27
EPU3
Potrafi analizować i badać naprężenia styczne i kąt skręcenia prętów o przekroju kołowym.
Pytania i sprawozdania z laboratorium
Laboratorium MT1P_U12 MT1P_U13 MT1P_U27
EPU4
Potrafi wyznaczyć proste związki pomiędzy przyłożonymi obciążeniami a naciskiem poziomym wytworzonym z prostej określonej struktury łukowej.
Pytania i sprawozdania z laboratorium
Laboratorium MT1P_U12 MT1P_U13 MT1P_U27
EPU5
Potrafi rozróżniać rodzaje prostych stanów obciążenia, stanów naprężenia i stanów odkształcenia. oraz sił wewnętrznych w konstrukcjach mechanicznych.
Pytania i sprawozdania z laboratorium
Laboratorium
MT1P_U12 MT1P_U13 MT1P_U27 Przedmiotowe efekty kompetencji
EPK1
Ma świadomość zagrożenia ze strony obiektów technicznych, w których występują czynniki statyczne, a w szczególności: znaczne obciążenia, reakcje i siły wewnętrzne.
Egzamin Pytania i sprawozdania z laboratorium
Wykład
Laboratorium MT1P_K03
EPK2
Ma świadomość ważności wiedzy z zakresu wytrzymałości materiałów i rozumie w tym zakresie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym
Egzamin Pytania i sprawozdania z laboratorium
Wykład
Laboratorium MT1P_K07
odpowiedzialności za podejmowane
14. Treści kształcenia: (oddzielnie dla każdej z form zajęć dydaktycznych W./Ćw./L./P./Sem.) Wykład
1. Wprowadzenie do wytrzymałości materiałów. Rodzaje prostych stanów obciążenia. Siły wewnętrzne.
Podstawowe metody badań wytrzymałościowych.
2. Rozciąganie lub ściskanie prętów prostych – zagadnienia statycznie wyznaczalne; wykresy siły wewnętrznych. Naprężenie normalne, odkształcenie liniowe. Jednowymiarowy model Hooke’a ciał sprężystych.
3. Statyczna próba rozciągania metali. Wyznaczanie właściwości wytrzymałościowych na podstawie wykresu rozciągania. Obliczenia wytrzymałościowe na rozciąganie lub ściskanie; warunki wytrzymałości; naprężenia dopuszczalne.
4. Statycznie niewyznaczalne przypadki rozciągania lub ściskania. Warunki nierozdzielności przemieszczeń lub odkształceń. Naprężenia a odkształcenia montażowe lub cieplne.
5. Analiza stanu naprężenia i stanu odkształcenia. Transformacja składowych stanu naprężenia i stanu odkształcenia. Kierunki główne, koła Mohra.
6. Płaskie i przestrzenne stany naprężenia lub odkształcenia - przykłady. Trójosiowy model Hooke’a ciał sprężystych.
7. Ścinanie. Prawo Hooke’a dla ścinania. Warunki wytrzymałości w zagadnieniach ścinania. Obliczenia wybranych typów połączeń konstrukcyjnych pracujących na ścinanie.
8. Charakterystyki geometryczne przekrojów elementów zginanych lub skręcanych - przykłady.
Twierdzenie Steinera. Transformacja charakterystyk geometrycznych przy obróceniu układu odniesienia.
9. Swobodne skręcanie prętów o przekroju kołowym. Największe naprężenia styczne, kąt skręcenia.
Statycznie niewyznaczalne przypadki skręcania. Obliczenia wytrzymałościowe na skręcanie – warunek wytrzymałości a warunek sztywności. Wskaźnik wytrzymałości przekroju kołowego na skręcanie.
10. Płaskie zginanie belek; wykresy sił wewnętrznych i zależności różniczkowe między nimi.
11. Wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie. Obliczenia wytrzymałościowe belek zginanych;
warunek wytrzymałości a warunek sztywności.
12. Zginanie łuków, zginanie ram.
13. Wyboczenie sprężyste lub sprężysto-plastyczne prętów ściskanych.
Laboratorium
1. Badanie momentów gnących w belce. Wyznaczenie:: zmiany momentu gnącego w punkcie obciążenia belki ; zmiany momentu gnącego w punkcie oddalonym od obciążenia belki ; Badania momentów gnących w belce w innych przypadków obciążenia belki, w tym obciążenia przemieszczającego się po belce.
2. Badania sił tnących w belce. Wyznaczenie: zmiany siły tnącej w belce wraz z rosnącym obciążeniem punktowym ; zmiany siły tnącej w belce wraz ze zmieniającymi się warunkami obciążenia belki.;
Badania sił tnących w belce w innych przypadków obciążenia belki, w tym obciążenia przemieszczającego się po belce.
3. Badania ugięcia belki przy różnych obciążeniach i różnych warunkach umocowania. Badania ugięcia belki przy obrocie końca belki, Badania ugięcia belek wykonanych z materiałów o różnych modułach sprężystości (Younga).
4. Badania naprężeń zginających w belce. Badania rozkładu naprężeń zginających w przekroju poprzecznym belki. Praktyczna weryfikację takich pojęć i zjawisk jak: Moment bezwładności przekroju belki; Konwersja odkształceń na naprężenia; Czujniki tensometryczne; Oś neutralna; Siły wewnętrzne przy zginaniu - siły poprzeczne i momenty zginające.
5. Badania momentu obrotowego i ugięcia w próbkach o przekroju kołowym, wykonanych z różnych materiałów. Praktyczna weryfikacja takich zależności i zjawisk jak: Związek pomiędzy długością próbki, a momentem obrotowym i ugięciem kątowym – badania różnych próbek wykonanych z różnych materiałów i o różnych przekrojach; Weryfikacja ogólnych pojęć teorii skręcania; poprzeczny moduł sprężystości; Biegunowy moment bezwładności.
6. Badania poziomego i pionowego ugięcia próbek o różnych asymetrycznych przekrojach. pod różnymi kątami i obciążeniami. Praktyczna weryfikacja takich zależności i zjawisk jak: Poziome i pionowego ugięcia próbek o różnych asymetrycznych przekrojach, pod różnymi kątami; pod różnymi
obciążeniami; Związek pomiędzy pionowym i poziomym ugięciem i podstawowe momenty w okolicy każdego z przekrojów; Centrum ścinania różnych asymetrycznych przekrojów.
7. Badania różnych kratownic z łączeniami przegubowymi. Wykorzystując dostarczone elementy, studenci składają wybrane modele kratownic z łączeniami przegubowymi, włączając w to dźwigar Warrena i więźbę dachową. Na tych modelach przeprowadza się badania naprężeń, sił i ugięć a następnie dokonuje się porównania różnych kratownic.
8. Badania konstrukcji łukowych trójprzegubowych. Wyznaczanie charakterystyk konstrukcji łukowych trójprzegubowych w różnych warunkach obciążeń. Wyznaczanie związków pomiędzy przyłożonymi obciążeniami a naciskiem poziomym wytworzonym z prostej określonej struktury łukowej.
Oszacowanie stabilności podparcia konstrukcji.
9. Badania konstrukcji łukowych dwuprzegubowych. Wyznaczanie i prezentacja charakterystyk
konstrukcji łukowych dwuprzegubowych w różnych warunkach obciążeń. Badanie związków pomiędzy przyłożonymi obciążeniami a naciskiem poziomym wytworzonym z prostej struktury łukowej
dwuprzegubowej.
15. Kryteria oceniania
Wymagania określające kryteria uzyskania oceny w danym efekcie Ocena
Przedmiotowy efekt
kształcenia (EP..) Dostateczny dostateczny plus
3/3,5
dobry dobry plus
4/4,5
bardzo dobry 5 Zasady ustalania oceny przedmiotu oraz wszystkich składowych form zaliczeniowych w przedmiocie:
ćwiczenia audytoryjne, laboratorium, projekt, opisano szczegółowo w załączniku: „Zasady ustalania oceny przedmiotu na kierunku Mechatronika”.
16. Literatura podstawowa:
1.
Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów T. 1 i 2. WNT Warszawa 1997.
2. Szuścik W., Kuczyński J.: Wytrzymałość materiałów Cz. I i II. Skrypt Politechniki Śląskiej Gliwice 2008.
3.
Instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych „Wytrzymałość materiałów”, PWSZ w Tarnowie, Zakład Elektroniki, Telekomunikacji i Mechatroniki, Tarnów, 2019 r.17. Literatura uzupełniająca:
1. Szuścik W., Kuczyński J. (red.): Metodyczny zbiór zadań z wytrzymałości materiałów Cz. I i II. Skrypt Politechniki Śląskiej Gliwice 2000.
2. Bąk R., Burczyński T.: Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia komputerowego. WNT Warszawa 2009.
3. Walicka A, Walicki E, Michalski D, Jurczak P, Falicki J., Wytrzymałość materiałów / T. 1: Podręcznik akademicki. Teoria, wzory i tablice do ćwiczeń laboratoryjnych. - Zielona Góra : Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, 2008.
4. Banasiak M. (red.) Ćwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości materiałów. WNT Warszawa 2000.
18. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp. Forma zajęć Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
1 Wykład 15 /20 w tym zapoznanie się ze wskazaną literaturą (2 h), przygotowanie się do wykładów (2h), przygotowanie do egzaminu (16 h)
2 Ćwiczenia 15/15 w tym przygotowanie się do ćwiczeń (10 h) i sprawdzianów (5 h)
3 Laboratorium 15 / 25 w tym przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych (8 h) i sprawdzianów (5 h) oraz wykonanie sprawozdań (12 h)
4 Projekt / 5 Seminarium /
6 Inne /
Suma godzin: 45 / 60
71. Suma wszystkich godzin: 105
72. Liczba punktów ECTS :24 4