Laboratorium wytrzymałości i nauki o materiałach

stacjonarne

jednolite magisterskie

Lab 26/+

Mechanika / opis treści wprowadzających

Pojęcia i zasady statyki, zagadnienia redukcji układów sił i warunków równowagi, prawa tarcia oraz sposoby obliczania środków ciężkości. Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów, zagadnienia rozciągania, ściskania, zginania, skręca-nia i wyboczenia, charakterystykę wielowymiarowego stanu naprężenia, oblicze-nia ugięć belek i kratownic płaskich.

Nauka o materiałach / opis treści wprowadzających

Podstawowe wiadomości z budowy metali i stopów, rodzajów i zasad obróbki cieplnej, zakresu zastosowania oraz właściwości następujących rodzajów meta-licznych materiałów konstrukcyjnych: stali, staliw, żeliw, stopów miedzi, stopów aluminium, stopów magnezu, stopów tytanu, spieków. Budowa, właściwości i za-kresu zastosowania tworzyw sztucznych. Rodzajów metalicznych materiałów sto-sowanych w elektrotechnice

Dr inż. Andrzej Dębski

Aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach /

2. Udział w ćwiczeniach /

3. Udział w laboratoriach / 26

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów /

6. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń /

7. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 45

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 19

11. Przygotowanie do egzaminu / 0

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 0

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 90 godz. / 3,0 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 45 godz./ 1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 1,5 ECTS

Ćwiczenia laboratoryjne z aparaturą służącą do badania materiałów

Laboratorium / metoda eksperymentalna

Spis tematów ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Doświadczalne wyznaczanie wielkości odkształcenia i naprężenia w wybranym przekroju belki zginanej / 2

Zginanie prętów. Klasyfikacja zagadnień. Siła tnąca, moment gnący. Zależność pomiędzy siłą tnącą i momentem gnącym. Wykresy siły tnącej i momentu gnącego.

2. Doświadczalna weryfikacja wzoru określającego linię ugięcia belki zginanej / 2

Analiza odkształceń i naprężeń w pręcie zginanym. Warunek wytrzymałościowy na zginanie. Równanie różniczkowe linii ugięcia pręta

3. Obliczanie reakcji konstrukcji statycznie niewyznaczalnej / 2

Warunki równowagi dowolnego układu sił: Cel statyki. Warunki równowagi układu sił. Przestrzenny dowolny układ sił. Szczególne przypadki układu sił. Zastępcze warunki równowagi. Układy statycznie wyznaczalne

4. Doświadczalne wyznaczanie stałych materiałowych, tj. modułu Young’a i liczby Poisson’a próbki metalowej / 2

Podstawy wytrzymałości materiałów: Idealizacja - obiekt rzeczywisty, model obliczeniowy. Siły zewnętrzne i wewnętrzne w prętach. Nazewnictwo sił wewnętrznych i podstawowych przypadków obciążeń

5. Eksperymentalne wyznaczenie siły krytycznej w pręcie ściskanym / 2

Rozciąganie (ściskanie) prętów. Podstawowe założenia i zależności. Warunek wytrzymałościowy na rozciąganie (ściskanie). Zasada de Saint- Venanta

6. Analiza termiczna stopów / 2

Eksperyment, w wyniku którego otrzymuje się krzywe krzepnięcia stopów podwójnych. Tworzenie na podstawie krzywych krzepnięcia układów równowagi. Różnice w budowie układów równowagi w zależności od rozpuszczalności składników stopu. Układy równowagi przy częściowej i zależnej od temperatury rozpuszczalności składników. Układy z przemianą alotropową i fazą międzymetaliczną. Właściwości stopów w zależności od typu układu równowagi.

7. Badanie mikroskopowe struktury stali, staliw i żeliw / 2

Zasada działania metalograficznego mikroskopu optycznego w systemie odwrotnym. Sposoby przygotowania próbek stali do obserwacji metalograficznych. Budowa stali w zależności od zawartości węgla i położenia w układzie równowagi żelazo cementyt. Rodzaje grafitu w różnych gatunkach żeliw.

8. Badanie mikroskopowe stopów metali nieżelaznych / 2

Struktury metali czystych: miedzi, aluminium i magnezu. Budowa stopów odlewniczych i do przeróbki plastycznej. Wpływ dodatków stopowych na budowę i właściwości stopów metali nieżelaznych.

9. Analiza dylatometryczna metali / 2

Budowa podstawowych sieci krystalograficznych metali. Błędy struktury krystalograficznej: wakanse, defekty Frenkla, dyslokacje i granice ziaren. Roztwory międzywęzłowe i zamiennowęzłowe Układy równowagi przy częściowej i zależnej od temperatury rozpuszczalności składników. Układy z przemianą alotropową i fazą międzymetaliczną.

10. Pomiary twardości metali / 2

Rola pomiarów twardości w badaniach jakości wyrobów. Badanie twardości metodami: Vickersa, Brinella i Rockwella. Uproszczone metody pomiaru twardości.

11. Badanie hartowności stali / 2

Cztery podstawowe przemiany zachodzące podczas nagrzewania i chłodzenia stali. Wykresy CTPi i CTPc. Kinetyka przemian strukturalnych podczas hartowania. Wpływ temperatury odpuszczania na właściwości stali. Wpływ węgla i dodatków stopowych na krytyczną szybkość hartowania

12. Umacnianie wydzieleniowe stopów aluminium / 2

Budowa układu równowagi warunkująca przeprowadzenie umacniania wydzieleniowego. Zjawiska zachodzące podczas przesycania i starzenia. Kinetyka powstawania stref Guiniera-Prestona.

13. Badanie gęstości materiałów porowatych i proszków / 2

Metody wytwarzania proszków metali i niemetali. Wytwarzanie spieków: mieszanie proszków, prasowanie, spiekanie i obróbki wykańczające. Rodzaje spieków: Szczególne cechy materiałów spiekanych.

Podstawowa:

1. Misiak J.: Mechanika techniczna - statyka i wytrzymałość materiałów, tom 1,WNT, 1997.

2. Misiak J.: Mechanika techniczna – kinematyka i dynamika, tom 2, WNT, 1997.

3. Wittbrodt E.: Mechanika ogólna, teoria i zadania. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2010.

4. Brzoska Z.: Wytrzymałość materiałów, PWN, Warszawa 1979.

5. M. Blicharski, Wstęp do inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Naukowe Techniczne, Warszawa 1998

6. L. A. Dobrzański, Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydawnictwo Naukowe Techniczne, Warszawa 1999

7. Dębski i inni, Materiały konstrukcyjne – ćwiczenia, skrypt WAT, Warszawa 2004.

Uzupełniająca:

1. Niezgodziński M. E., Niezgodziński T.: Wytrzymałość materiałów, PWN, Warszawa 1998 (też inne wydania).

2. Z. Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1998

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

K_W06, K_W07, K_U03, K_U06, K_U19, K_U20, K_K01

W1 / Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie mechaniki ogólnej, w tym wiedzę obejmującą kluczowe zagadnienia konstrukcyjne i eksploatacyjne statków powietrznych. / K_W06

W2 / Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie podstaw konstrukcji maszyn i wytrzymałości materiałów oraz grafiki inżynierskiej i zapisu konstrukcji. / K_W07

U1 / Potrafi opracować dokumentację dotyczącą realizacji zadania inżynierskiego i przygotować tekst zawierający opis wyników zadania oraz potrafi przygotować i przedstawić krótką prezentację wyników realizacji zadania inżynierskiego. / K_U03

U2 / Potrafi posłużyć się właściwie dobranymi metodami

i urządzeniami w celu planowania i realizacji pomiaru podstawowych wielkości charakteryzujących elementy, układy, urządzenia i instalacje statku powietrznego. / K_U06

U3 / Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych

i innych źródeł; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i wyczerpująco uzasadniać opinie. / K_U19

U4 / Potrafi pracować indywidualnie i w zespole; potrafi kierować zespołem w sposób zapewniający realizację zadania w założonym terminie. / K_U20

K1 / Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość podporządkowania się zasadom pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania oraz potrafi myśleć i działać w sposób przedsiębiorczy. / K_K01

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Kompetencje inżynierskie są rozwijane przez udział w praktycznych zajęciach, które wpisują się w obszar tematyczny realizowany w ramach programu kształcenia. Zajęcia praktyczne wymagają od studentów aktywnego zaangażowania się, które polega na:

* przygotowaniu do zajęć,

* aktywnej realizacji zadań stawianych przez prowadzącego zajęcia (realizowanie czynności przewidzianych instrukcją do zajęć),

* analizy i oceny otrzymanych wyników,

* opracowania sprawozdania i wniosków.

Zajęcia mają na celu uzyskanie kompetencji w zakresie doboru materiałów, w projektowaniu i eksploatacji statków powietrznych i obiektów techniki kosmicznej.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocena za zaliczenia przedmiotu jest średnią arytmetyczną z ocen uzyskanych od prowadzących ćwiczenia laboratoryjne.

W przypadku nieprzygotowania do zajęć ocenę niedostateczną można poprawiać na konsultacjach. Student nieobecny na laboratorium w planowanym terminie zajęć może odrobić zajęcia przychodząc z inną grupą w tym z grupą studiującą w trybie niestacjonarnym. Chęć odrabiania zajęć należy zgłosić prowadzącemu przed zajęciami.

Osiągnięcie efektów W1,W2 U1, U2, U3, U4, K1 - weryfikowane jest w trakcie poszczególnych ćwiczeń laboratoryjnych.