Wytrzymałość konstrukcji cienkościennych

stacjonarne

jednolite magisterskie

obowiązkowy

studia stacjonarne:

semestr V: W 16/x , C 30/+; L14+, razem: 60 godz., 4 pkt ECTS

Matematyka I / Wymagania wstępne: Macierze i wyznaczniki, układy rów-nań liniowych;

Matematyka II / Wymagania wstępne: Pochodna funkcji, całka nieoznaczona, całka oznaczona, równania różniczkowe zwyczajne;

Matematyka III / Wymagania wstępne: Całki wielokrotne, całki krzywoli-niowe i powierzchniowe;

Fizyka I / Wymagania wstępne: Drgania mechaniczne w układach sprężystych;

Fizyka II / Wymagania wstępne: Podstawy fizyki ciała stałego;

Mechanika techniczna / Wymagania wstępne: podstawy mechaniki ogól-nej, tj. statyki, kinematyki, dynamiki;

Grafika inżynierska / Wymagania wstępne: Uproszczenia w rysunkach maszynowych, rysunki zestawieniowe i montażów;

Wytrzymałość materiałów i konstrukcji / Wymagania wstępne: Wytrzymałość materiałów, rozciąganie, ściskanie, ścinanie, skręcanie prętów. Analiza belki zginanej, hipotezy wytrzymałościowe;

Wymagania wstępne: Uwagi o obliczeniach wytrzymałościowych prętów cienkościennych. Uwagi o ogólnej metodzie elementów skończonych;

Podstawy konstrukcji maszyn / Wymagania wstępne: Kształtowanie elementów maszyn na podstawie kryteriów wytrzymałościowych

Semestr piąty / lotnictwo i kosmonautyka / samoloty i śmigłowce.

dr hab. inż. Stanisław KACHEL, ppłk dr inż. Łukasz KISZKOWIAK, mgr inż. Michał SZCZEŚNIAK

aktywność / obciążenie studenta w godz.

Studia stacjonarne

1. Udział w wykładach / 16 godz.

2. Udział w laboratoriach / 14 godz.

3. Udział w ćwiczeniach / 30 godz.

4. Udział w seminariach / 0 godz.

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 14 godz.

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 12godz.

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 14 godz.

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 godz.

9. Realizacja projektu / 0 godz.

10. Udział w konsultacjach / 18 godz.

11. Przygotowanie do egzaminu / 10 godz.

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 godz.

13. Udział w egzaminie / 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 120 godz./ 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 80 godz. / 2 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową 70 godz./ 2 ECTS

Wiadomości ogólne. Dźwigary. Teoria błonowa powłok walcowych. Skręcanie swobodne cienkościennych prętów pryzmatycznych. Zginanie i ścinanie prętów cienkościennych o przekroju otwartym. Zginanie i ścina-nie prętów cienkościennych o przekroju zamkniętym. Konstrukcje przekładkowe (trójwarstwowe). Stateczność sprężysta prętów. Stateczność sprężysta płyt. Praca konstrukcji po utracie stateczności. Aktualne kierunki rozwoju metod obliczeń wytrzymałościowych konstrukcji lotniczych.

Wykład / metoda werbalno-wizualna z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych.

1. Wprowadzenie do przedmiotu / 2

2. Elementy przenoszące siły tnące i momenty zginające (dźwigary) / 2

3. Elementy przenoszące skręcanie / 2

4. Zginanie i ścinanie konstrukcji o przekroju otwartym / 2

5. Zginanie, ścinanie i skręcanie konstrukcji o przekroju zamkniętym / 2

6. Stateczność sprężysta konstrukcji / 2

7. Praca konstrukcji po utracie stateczności / 4

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna

1. Obliczanie charakterystyk sprężystych dźwigara, porównanie metody uproszczonej i dokładnej. Naprężenia w elementach dźwigara od obciążenia: T i Mg / 2

2. Obliczanie naprężeń w elementach dźwigara trój- i czteropasowego od obciążenia: T i Mg / 2

3. Wyznaczanie naprężeń w elementach zespołu dźwigarów / 2

4. Wyznaczanie naprężeń stycznych od momentu skręcającego w obwodzie jednospójnym (zamkniętym i otwartym). Porównanie obwodów o różnych kształtach konturu / 2.

5. Wyznaczenie naprężeń stycznych w konstrukcji wieloobwodowej obciążonej Ms / 2

6. Obliczanie rozkładu naprężeń stycznych dla konstrukcji otwartej obciążonej bezskręceniowo. Położenie środka sił poprzecznych (śsp) konturu. Obliczenia sprawdzające poprawność obliczeń / 2

7. Obliczanie rozkładu naprężeń stycznych dla konstrukcji otwartej obciążonej bezskręceniowo. Obliczanie charakterystyk geometrycz-nych przekroju. Obliczenia sprawdzające poprawność obli-czeń / 2

8. Obliczanie jw. konstrukcji otwartych z odgałęzieniami (obciążenia bezskręceniowe) / 2

9. Obliczanie jw. konstrukcji otwartej z pasami (obciążenia bezskręceniowe) / 2

10. Obliczanie rozkładu wydatków naprężeń (stycznych i normalnych) dla konstrukcji jednoobwodowej. Położenie środków sił poprzecznych konstrukcji otwartej i zamkniętej przekroju. Zastosowanie metody rozwiązania wg Brzoski / 2

11. Obliczanie rozkładu wydatków naprężeń (stycznych i normalnych) dla konstrukcji jednoobwodowej. Położenie środków sił poprzecznych konstrukcji otwartej i zamkniętej przekroju. Zastosowanie metody rozwiązania wg Brzoski / 2

12. Obliczanie rozkładu wydatków naprężeń (stycznych i normalnych) dla konstrukcji jednoobwodowej. Położenie środków sił poprzecznych konstrukcji otwartej i zamkniętej przekroju. Zastosowanie metody rozwiązania wg Brzoski z wykorzystaniem zależności na energię ścinania / 2

13. Obliczanie rozkładu naprężeń stycznych i wydatku naprężeń normalnych konstrukcji wieloobwodowej / 2

14. Obliczanie rozkładu naprężeń stycznych i wydatku naprężeń normalnych konstrukcji na przykładzie struktury rzeczywistej przekroju skrzydła samolotu pasażerskiego / 2

15. Przykłady obliczeniowe dotyczące wyznaczania sił krytycznych prętów różnie podpartych z udziałem obciążeń poprzecznych / 2

Laboratoria / metoda praktyczna

1. Doświadczalna analiza pracy dźwigara o pasach równoległych / 2

2. Doświadczalna analiza pracy dźwigara o pasach zbieżnych / 2

3. Pomiar wielkości naprężeń i kątów skręcania cienkościennej rury cylindrycznej (jednospójnej) / 2

4. Doświadczalne wyznaczenie środka sił poprzecznych (śsp) konstrukcji otwartej / 2

5. Doświadczalne wyznaczenie śsp cienkościennego pręta o profilu zamkniętym / 2

6. Doświadczalne wyznaczenie śsp cienkościennego pręta o profilu zamkniętym metodą elementów skończonych / 2

7. Badanie stateczności płyt / 1

8. Badanie stateczności płyt metodą elementów skończonych / 1

podstawowa:

autor, tytuł, wydawnictwo, rok wydania

 Nowotarski I., Wytrzymałość Konstrukcji Lotniczych, 1986.

 Nowotarski I., Metody obliczeń badań eksperymentalnych elementów konstrukcji lotniczych, 1985.

uzupełniająca:

autor, tytuł, wydawnictwo, rok wydania

 Brzoska Z., Statyka i stateczność konstrukcji prętowych i cienkościennych, 1965.

 Cichowicz R., Obliczenia wytrzymałościowe elementów konstrukcji cienkościennych, 1968.

 Hop T., Konstrukcje warstwowe, Arkady, 1980

Symbol i nr efektu przedmiotu / efekt uczenia się / odniesienie do efektu kierunkowego

W1 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie podstaw konstrukcji maszyn i wytrzymałości materiałów oraz grafiki inżynierskiej i zapisu konstrukcji / K_W07

W2 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie problemów konstrukcyjnych, technologicznych i eksploatacyjnych maszyn, kryteriów oceny obiektu, niezawodności i bezpieczeństwa oraz procesów prowadzących do uszkodzeń obiektów mechanicz-nych/ K_W09

W3 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie budowy i projektowania stat-ków powietrznych i kosmicznych oraz wyposażenia pokładowego, w tym systemów, układów i instalacji pokładowych/ K_W13

W4 / ma szczegółową wiedzę w zakresie funkcjonowania statków powietrznych, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia fizycznych podstaw działania elementów, układów, urządzeń, instalacji i syste-mów statku powietrznego / K_W14

W5 / zna zasady budowy oraz projektowania statków powietrznych, obli-czeń struktur nośnych, napędów lotniczych, wyposażenia hydro-pneumatycznego, awionicznego i specjalnego, kształtowania lotni-czych struktur metalowych i kompozytowych, obliczeń wytrzymało-ściowych, obliczeń aerodynamicznych, zmęczenia konstrukcji oraz diagnostyki

systemów / W_22J_2

W6 / posiada wiedzę w zakresie procesów zachodzących podczas eks-ploatacji statków powietrznych / W_22J_4

W7 / ma podstawową wiedzę na temat cyklu życia urządzeń i systemów statków powietrznych / K_W16

U1 / potrafi w sposób analityczny wyznaczyć podstawowe parametry oraz formułować proste modele matematyczne, w celu symulacji elemen-tów, układów, urządzeń, instalacji i systemów statku powietrznego a w tym potrafi posłużyć się właściwie dobranymi narzędziami kompu-terowymi – symulatorami i środowiskami programistycznymi / K_U07

U2 / potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania istnieją-cych rozwiązań technicznych i ocenić te rozwiązania / K_U18

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu

Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: Średniej z pozytywnych ocen za efekty uczenia W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, U1, U2.

Efekt U1 sprawdzany jest w trakcie, wykonania zadań na ćwiczeniach audytoryjnych.

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: Średniej z pozytyw-nych ocen objętych efektem uczenia U2.

Zaliczenie przedmiotu na ocenę jest prowadzone w formie: egzaminu pisemnego obejmującego tematy prowadzonych wykładów.

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnych ocen z ćwiczeń rachunkowych i laboratoryjnych.

Efekty W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 sprawdzane są na bazie aktywności Studenta oraz ocen otrzymanych w trakcie rozwiązywania zadań przy tabli-cy na ćwiczeniach rachunkowych oraz egzaminu;

Efekty W1, W2, U1, U2 – sprawdzane są na bazie przygotowania Studenta do wykonywania określonego ćwiczenia laboratoryjnego oraz ocen otrzymanych ze złożonych sprawozdań;

Efekty W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7 – sprawdzane są na podstawie ocen z egzaminu.

Podczas realizacji wykładów, ćwiczeń audytoryjnych i ćwiczeń laboratoryjnych przekazywana będzie podstawowa terminologia angielska z tematyki przedmiotu.

Dopuszcza się możliwość zaliczenia wykładów i ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych w formie zdalnej.

Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który bezbłędnie potrafi przepro-wadzić analizę pracy elementów konstrukcji cienkościennych obcią-żonych siłami tnącymi, momentami gnącymi i skręcającymi. Potrafi bezbłędnie uzasadnieniem ocenić i przeprowadzić analizę obliczenio-wą stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oceni zachowa-nie się konstrukcji po utracie stateczności.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpływa-jącym zasadniczo na prawidłową pracę konstrukcji ale potrafi prze-prowadzić analizę wytrzymałościową elementów konstrukcji cienko-ściennych obciążonych siłami uogólnionymi. Potrafi przeprowadzić analizę obliczeniową stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oceni zachowanie się konstrukcji po utracie stateczności.

Ocenę dobrą otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpływającym na jakość pracy konstrukcji z uwzględnieniem współczynnika bezpie-czeństwa potrafi przeprowadzić analizę wytrzymałościową elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami uogólnionymi. Potrafi przeprowadzić analizę obliczeniową stateczności sprężystej konstruk-cji lotniczej oraz oceni zachowanie się konstrukcji po utracie statecz-ności z uzasadnieniem fizyki zjawiska.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpływającym na jakość pracy konstrukcji z uwzględnieniem współ-czynnika bezpieczeństwa przeprowadzi analizę wytrzymałościową elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami uogólnio-nymi bez uzasadnienia. Potrafi przeprowadzić analizę obliczeniową stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oceni zachowanie się konstrukcji po utracie stateczności bez uzasadnienia fizyki zjawi-ska.

Ocenę dostateczną otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpły-wającym na jakość pracy konstrukcji z uwzględnieniem współczynni-ka bezpieczeństwa przeprowadzi (oszacowanie) zgrubną analizę wy-trzymałościową elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami uogólnionymi bez uzasadnienia. Zna mechanizm postępowania w procesie analizy obliczeniowej stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oszacuje zachowanie się konstrukcji po utracie statecz-ności bez uzasadnienia fizyki zjawiska.

Ocenę niedostateczną plus otrzymuje student, który nie spełni wymagań stawianych na ocenę dostateczną.

Nie przewiduje się.