Wytrzymałość maszyn wirnikowych

niestacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 20/+ ; Ć 24/+ ; Razem: 44

matematyka I: student potrafi wykonywać działania i przekształcenia macierzowe, potrafi rozwiązywać układy równań liniowych, zna zasady geometrii analitycznej.

matematyka II: student zna pojęcia pochodnej funkcji jednej zmiennej oraz całki nieoznaczonej i oznaczonej, potrafi rozwiązywać równania różniczkowe zwyczajne.

matematyka III: student zna pojęcia pochodnej funkcji wielu zmiennych oraz całki wielokrotnej, zna pojęcia ciągów i szeregów funkcyjnych.

fizyka I: student zna podstawy kinematyki, dynamiki punktu materialnego i bryły sztywnej, zna pojęcie drgań mechanicznych w układach sprężystych.

mechanika I: student zna pojęcia i wielkości z zakresu kinematyki i dynamiki, zna wielkości fizyczne określające geometrię mas i przekrojów poprzecznych, rozróżnia pojęcia pracy, mocy

i energii, zna podstawowe pojęcia i określenia wytrzymałości materiałów, zna podstawowe określenia i zależności z zakresu MES.

podstawy konstrukcji maszyn: student zna podstawy teorii konstrukcji maszyn, zna sposoby łączenia mechanicznych elementów konstrukcyjnych, potrafi rozpoznać elementy podatne, ma przyswojone pojęcia wału, osi, przekładni mechanicznej, zna metody analizy układów kinematycznych, zna metodę kształtowanie elementów maszyn na podstawie kryteriów wytrzymałościowych.

materiały lotnicze: student zna cechy wytrzymałościowe, technologiczne i użytkowe głównych grup materiałów stosowanych w budowie napędów lotniczych.

termodynamika: student zna mechanizmy wymiany ciepła, tj. przewodzenie, konwekcję i promieniowanie, potrafi określić zewnętrzne i wewnętrzne źródła ciepła nagrzewające konstrukcję.

silniki lotnicze i kosmiczne: student zna teorię obiegów termodynamicznych, potrafi określić bilans energetyczny, zna zasady pracy silników lotniczych, potrafi określić charakterystyki zewnętrzne i wewnętrzne silników lotniczych, zna budowę lotniczych silników tłokowych i turbinowych.

semestr piąty / lotnictwo i kosmonautyka / samoloty i śmigłowce

Prof. dr hab. inż. Aleksander OLEJNIK

aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach / 20

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów i przygotowanie do zaliczenia / 38

3. Udział w ćwiczeniach / 24

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 75

5. Udział w konsultacjach / 6

6. Udział w zaliczeniu / 1

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 164 / 6 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+6.=51 / 2,0 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 0,0 ECTS

Drgania. Połączenia skurczowe tulei z wałem. . Kule grubościenne poddane ciśnieniu. Płyty kołowe. Równania różniczkowe płyty kołowej. Warunki brzegowe. Naprężenia cieplne w płytach kołowych. Wały turbin i sprężarek. Połączenia tarczy z wałem. Naprężenia w wałach wirujących z dużymi prędkościami. Naprężenia cieplne w wałach. Przypadki zniszczeń wałów maszyn. Tarcze turbin i sprężarek. Ogólne równanie różniczkowe tarcz wirujących o grubości zmiennej silnie nagrzanych. Metoda wyznaczania profilu tarczy przy założonym rozkładzie naprężeń dopuszczalnych. Ogólne równania równowagi elementu powłoki. Stateczność prętów, pierścieni i powłok. Łopatki maszyn wirnikowych. Obciążenie łopatek. Równanie różniczkowe osi łopatki. Rozciąganie, zginanie i skręcanie łopatek. Połączenia łopatek z wieńcem. Drgania łopatek i tarcz wirujących. Krytyczne prędkości obrotowe wałów. Metoda elementów skończonych. Skończone elementy kontinuum sprężystego. Koncepcja metody elementów skończonych.

Wykłady prowadzone przy użyciu tradycyjnych metod nauczania z wykorzystaniem kredy i tablicy oraz ilustrowane prezentacjami komputerowymi Power Point w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1, W2, K1.

1. Ustroje grubościenne – naprężenia w rurach obciążonych ciśnieniem, połączenia skurczowe tulei z wałem, naprężenia cieplne w rurach i wałach, kule grubościenne obciążone ciśnieniem. / 2

2. Wały turbin i sprężarek – połączenia tarczy z wałem, obciążenia wałów, naprężenia w wałach wirujących, naprężenia cieplne, przypadki zniszczenia wałów. / 2

3. Płyty kołowe – naprężenia i momenty gnące, równanie różniczkowe płyty kołowej, warunki brzegowe, naprężenia cieplne w płytach, płyty wzmocnione żebrami. / 2

4. Tarcze turbin i sprężarek – równanie różniczkowe tarczy wirującej o zmiennej grubości, metoda profilowania tarczy przy założonym rozkładzie naprężeń dopuszczalnych. / 2*

5. Elementy powłokowe – równanie równowagi elementu powłokowego, równania błonowej i zgięciowej teorii powłok, powłoka kulista, stożkowa i cylindryczna, analiza złożonych konstrukcji

powłokowych. / 2

6. Stateczność prętów, pierścieni i powłok. / 2

7. Łopatki maszyn wirnikowych – obciążenia łopatek, równanie różniczkowe osi łopatki, rozciąganie, zginanie i skręcanie łopatek, połączenia łopatek z wieńcem. / 2

8. Drgania układów o jednym stopniu swobody. / 2*

9. Drgania układów o wielu stopniach swobody. / 2

10. Drgania swobodne i wymuszone układów ciągłych – strun, prętów, wałów, belek. / 2

11. Drgania łopatek i tarcz. / 2

12. Krytyczne prędkości obrotowe wałów. / 4*

13. Metoda elementów skończonych – koncepcja metody, podstawowe równania macierzowe. / 2

14. Rodzaje elementów skończonych kontinuum sprężystego. / 2*

x zagadnienia realizowane indywidualnie przez studenta studiów niestacjonarnych

Ćwiczenia audytoryjne polegające na grupowym rozwiązywaniu zadań w celu usystematyzowania wiedzy określonej efektami W1, W2 oraz opanowania umiejętności określonych efektem U1.

1. Rury obciążone ciśnieniowo, połączenia skurczowe tulei z wałem. Rury dwuwarstwowe. / 2

2. Obliczenia wytrzymałościowe wałów maszyn wirnikowych. / 2

3. Naprężenia i przemieszczenia w płytach kołowych. / 2

4. Naprężenia w wirujących tarczach. / 2

5. Naprężenia w wirujących łopatkach. / 2*

6. Składanie i analiza drgań harmonicznych. / 2

7. Drgania układów dyskretnych o jednym stopniu swobody. / 2

8. Wyznaczanie zastępczych stałych sprężystych dla dyskretyzowanych układów fizycznych. / 2

9. Drgania wymuszone poprzeczne układów belkowych z wieloma masami. / 2*

10. Drgania skrętne swobodne układów wałowych z wieloma tarczami. / 2

11. Drgania podłużne prętów i skrętne wałów. / 2

12. Drgania giętne belek. / 2

13. Metoda Reyleigha i Galerkina w zastosowaniu do wyznaczania częstości drgań układów ciągłych. / 2*

14. Wyznaczanie krytycznych prędkości obrotowych wałów. / 2

15. Uproszczone metody wyznaczania krytycznych prędkości obrotowych wałów z wieloma tarczami. / 2

x zagadnienia realizowane indywidualnie przez studenta studiów niestacjonarnych

podstawowa:

1. Gryboś R.: Drgania maszyn. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2009.

2. Lipka J.: Wytrzymałość maszyn wirnikowych. WNT, Warszawa 1967.

3. Wawrzecki J. (redakcja): Drgania mechaniczne – drgania układów liniowych. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź 2006.

uzupełniająca:

1. Piszczek K., Walczak J.: Drgania w budowie maszyn. PWN, Warszawa 1972.

2. Woroszył S.: Przykłady i zadania z teorii drgań. Cz. 1 – Układy dyskretne. PWN, Warszawa 1984.

3. Woroszył S.: Przykłady i zadania z teorii drgań. Cz. 2 – Układy ciągłe. PWN, Warszawa 1979.

symbol / efekt kształcenia / odniesienie do efektów kierunku

W1 / Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu statycznej i dynamicznej analizy konstrukcji oraz projektowaniu elementów zespołów wirnikowych / K_W08

W2 / Zna zagadnienia wytrzymałości i dynamiki maszyn wirnikowych oraz modele obliczeniowe dedykowane do ich rozwiązywania / K_W18,

U1 / Potrafi wykorzystać metody obliczeniowe (analityczne i przybliżone) w rozwiązywaniu zagadnień wytrzymałości i dynamiki elementów maszyn wirnikowych / K_U09

K1 / Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się i podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych (studia II i III stopnia, studia podyplomowe, kursy) / K_K01

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Zaliczenie na ocenę jest przeprowadzane w formie pisemnego testu sprawdzającego.

Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia jest uzyskanie pozytywnej oceny w ramach zaliczenia ćwiczeń, a następnie zaliczenie pisemnego testu sprawdzającego.

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę odbywa się na podstawie oceny za kolokwium z zadań rachunkowych oraz ocen uzyskanych przez słuchacza za zadania rozwiązywane w toku zajęć audytoryjnych.

Efekty W1, W2 sprawdzane są na pisemnym teście sprawdzającym z wiedzy teoretycznej.

Efekt U1 sprawdzany jest na kolokwium z zadań rachunkowych oraz podczas samodzielnego rozwiązywania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych.

Efekt K1 sprawdzany jest na podstawie obserwacji grupy podczas ćwiczeń rachunkowych. Ocena za osiągnięcie tego efektu jest uzyskana łącznie z osiągnięciem efektu U1.

Brak