Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Mechanika techniczna

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTLXWSJ-MT-21
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Mechanika techniczna
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 7.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

jednolite magisterskie

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 34/E, C 34/+; razem: 68 godz., 7 pkt ECTS


Przedmioty wprowadzające:

Matematyka 1, 2 / Umiejętność przekształcania wyrażeń zawierających funkcje potęgowe, funkcje trygonometryczne, funkcję wykładniczą i logarytmy, umiejętność rozwiązywania równań algebraicznych i trygonometrycznych, znajomość pojęcia wektora, jego reprezentacji i działań na wektorach, znajomość podstaw rachunku macierzowego, znajomość pojęcia pochodnej zwyczajnej i cząstkowej, umiejętność wyznaczania pochodnej funkcji, umiejętność wyznaczania całki oznaczonej, umiejętność rozwiązywania prostych równań różniczkowych zwyczajnych;

Fizyka 1 / Znajomość podstawowych pojęć mechaniki: siła, moment siły, praca, moc, energia potencjalna, energia kinetyczna, prędkość, przyspieszenie, znajomość podstawowych praw zachowania, znajomość prawa powszechnego ciążenia, znajomość praw dynamiki Newtona, znajomość jednostek miar wielkości mechanicznych w układzie SI.


Programy:

Semestr/kierunek studiów III semestr /Lotnictwo i kosmonautyka/ wszystkie specjalności

Autor:

dr inż. Rafał KIESZEK

dr inż. Łukasz OMEN

Bilans ECTS:

aktywność / obciążenie studenta w godz.:

1. Udział w wykładach / 34

2. Udział w laboratoriach / 0

3. Udział w ćwiczeniach / 34

4. Udział w seminariach / 0

5. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 50

6. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 0

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 50

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0

9. Realizacja projektu / 0

10. Udział w konsultacjach / 20

11. Przygotowanie do egzaminu / 20

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0

13. Udział w egzaminie / 2

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 210 godz./ 7 ECTS.

Zajęcia z udziałem nauczycieli (1+2+3+4+9+10+13): 90 godz./3 ECTS.

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: 150 godz./5 ECTS


Skrócony opis:

Statyka obejmuje pojęcia i zasady statyki, zagadnienia redukcji układów sił i warunków równowagi, prawa tarcia oraz sposoby obliczania środków ciężkości. Wytrzymałość materiałów zawiera podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów, zagadnienia rozciągania, ściskania, zginania, skręcania i wyboczenia, charakterystykę wielowymiarowego stanu naprężenia, obliczenia ugięć belek i kratownic płaskich.Kinematyka obejmuje pod-stawowe pojęcia i określenia kinematyki, kinematykę punktu, ruch ciała sztywnego, ruch złożony punktu, ruch płaski oraz ruch kulisty ciała sztywnego.Dynamika zawiera podstawowe pojęcia i określenia dynamiki, dynamikę punktu i układu punktów materialnych, dynamikę ruchu obrotowego oraz ruchu płaskiego ciała sztywnego.Elementy mechaniki analitycznej obejmuje opis modelu dynamiki obiektu rzeczywistego oraz definicje specjalnych elementów odkształcalnych o własnościach liniowych.Wprowadza rozszerzoną klasyfikacje więzów, definicje ogólnego równania dynamiki oraz r. Lagrange’a.

Pełny opis:

Wykłady / metoda werbalno-wizualna, z wykorzystaniem nowoczesnych technik multimedialnych. Podanie treści do samodzielnego studiowania w celu utrwalenia wiedzy określonej efektami W1, W2.

1. Wiadomości wstępne: Omówienie wymagań dydaktycznych przedmiotu (2 godz.)

Mechanika, jej rola i podział. Modelowanie w mechanice. Rys historyczny mechaniki.

2. Pojęcia i zasady podstawowe mechaniki (2 godz.)

Prawa Newtona. Aksjomaty w mechanice. Równoważne układy sił. Stopnie swobody więzy i ich reakcje. Siły zewnętrzne i wewnętrzne. Redukcja dowolnego układu sił do jednej siły i jednej pary sił.

3. Warunki równowagi dowolnego układu sił (2 godz.)

Cel statyki. Warunki równowagi układu sił. Przestrzenny dowolny układ sił. Szczególne przypadki układu sił. Zastępcze warunki równowagi. Układy statycznie wyznaczalne. Metody graficzne w mechanice.

4. Tarcie w układach płaskich (1 godz.)

Siły oporu tarcia. Tarcie posuwiste (ślizgowe). Tarcie statyczne i kinematyczne. Tarcie cięgien. Tarcie toczenia, opór toczenia.

5. Środki ciężkości i środki masy (2 godz.)

Środek sił równoległych. Środki cięż-kości brył elementarnych. Środki ciężkości – linii materialnej, po-wierzchni, bryły. Środek masy. Środek geometryczny.

6. Kratownice (2 godz.)

Rodzaje kratownic, założenia upraszczające, metody rozwiązania (analityczne, wykreślne).

7. Podstawy wytrzymałości materiałów (1 godz.)

Idealizacja - obiekt rzeczywisty, model obliczeniowy. Siły zewnętrzne i wewnętrzne w prętach. Nazewnictwo sił wewnętrznych i podstawowych przypadków obciążeń. Pojęcie naprężenia w punkcie.

8. Rozciąganie (ściskanie) prętów (1 godz.)

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

9. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia (1 godz.)

Uogólnione prawo Hooke’a: Definicje przemieszczeń i odkształceń. Naprężenia dopuszczalne. Moduł Younga i liczba Poissona. Stan naprężenia i odkształcenia. Związek między odkształceniami, a naprężeniami - uogólnione prawo Hooke'a.

10. Skręcanie prętów (1 godz.)

Podstawowe założenia. Opis odkształceń pręta kołowego. Wyznaczenie naprężeń maksymalnych i kąta skręcenia. Warunek wytrzymałościowy i sztywnościowy dla skręcania.

11. Zginanie prętów (2 godz.)

Klasyfikacja zagadnień. Siła tnąca, moment gnący. Zależność pomiędzy siłą tnącą i momentem gnącym. Wykresy siły tnącej i momentu gnącego. Analiza odkształceń i naprężeń w pręcie zginanym. Warunek wytrzymałościowy na zginanie. Równanie różniczkowe linii ugięcia pręta.

12. Ścinanie (1 godz.)

Podstawowe założenia. Ścinanie techniczne. Rzeczywisty rozkład naprężeń w pręcie ścinanym - wzór Żurawskiego. Warunek wytrzymałościowy na ścinanie.

13. Wyboczenie prętów (1 godz.)

Podstawowe przypadki wyboczenia prętów. Wyznaczanie siły krytycznej - wzór Eulera. Naprężenia krytyczne. Smukłość pręta. Granice stosowalności wzoru Eulera.

14. Hipotezy wytrzymałościowe (2 godz.)

Istota hipotezy wytężenia materiału. Pojęcie naprężeń zredukowanych. Hipoteza Hubera-Misesa-Hencky'ego (HMH). Hipoteza Coulomba. Przykłady wytrzymałości złożonej.

15. Metody energetyczne (1 godz.)

Układy liniowo-sprężyste. Pojęcie energii od-kształcenia. Energia sprężysta dla prostych przypadków obciążenia. Twierdzenie Castigliano. Układy statycznie niewyznaczalne. Twierdzenie Menabrei.

16. Kinematyka punktu (1 godz.)

Opis ruchu za pomocą wektora wodzącego, opis ruchu we współrzędnych prostokątnych, opis ruchu we współrzędnych naturalnych, opis ruchu we współrzędnych biegunowych.

17. Kinematyka bryły (1 godz.)

Ruch postępowy, obrotowy, płaski, dowolny.

18. Kinematyka ruchu złożonego punktu (1 godz.)

Prędkość i przyśpieszenie punktu w ruchu złożonym, przyśpieszenie Coriolisa.

19. Dynamika punktu materialnego (1 godz.)

Równanie różniczkowe ruchu, typy zagadnień w dynamice, zasady dynamiki punktu materialnego, potencjalne pole sił.

20. Dynamika układu punktów materialnych (2 godz.)

Równanie ruchu, twierdzenie o ruchu środka masy, kręt (moment pędu) układu punktów materialnych, energia kinetyczna układu punktów materialnych.

21. Geometria mas (2 godz.)

Masowe momenty bezwładności, masowe momenty bezwładności przy transformacji układu współrzędnych, główne i centralne masowe momenty bezwładności.

22. Dynamika bryły (1 godz.)

Ruch postępowy, obrotowy, płaski, kulisty, dowolny.

23. Układ mechaniczny jako model dynamiki obiektu rzeczywistego. (1 godz.)

Podstawowe zależności dynamiki dla obiektu rzeczywistego

24. Elementy mechaniki analitycznej. (2 godz.)

Definicja równania Lagrange’a.

____________________________________________________

Ćwiczenia / metoda werbalno-praktyczna, polegająca na grupowym i indywidualnym rozwiązywaniu zadań w celu utrwalenia wiedzy określonej efektami W1, W2 oraz opanowania umiejętności U1, U2.

1. Redukcja i równowaga płaskiego układu sił zbieżnych (2 godz.)

Metoda geometryczna i analityczna dla wybranych przypadków.

2. Wyznaczanie i rozwiązywanie równań równowagi płaskiego i przestrzennego dowolnego układu sił. (2 godz.)

Metoda analityczna dla wybranych przypadków.

3. Wyznaczanie położenia środków ciężkości (2 godz.)

Obliczenia dla złożonych figur płaskich metodą podziału na powierzchnie elementarne (sumowanie lub odejmowanie) oraz położenia środków ciężkości elementarnych figur płaskich, linii oraz brył metodą całkowania.

4. Wyznaczanie reakcji i sił w prętach ramy płaskiej (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną i oraz wybraną metodą graficzną.

5. Wyznaczanie rozkładu sił wewnętrznych i obliczenia wytrzymałościowe pręta rozciąganego (ściskanego) o stałym i zmiennym przekroju. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

6. Wyznaczanie rozkładu sił wewnętrznych, obliczenia wytrzymałościowe i sztywnościowe pręta skręcanego. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

7. Wyznaczanie rozkładu sił tnących i momentów gnących w belce zginanej. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

8. Obliczenia wytrzymałościowe belki zginanej. Określanie przekrojów niebezpiecznych. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

9. Obliczenia wytrzymałościowe pręta ścinanego wg teorii ścinania technicznego oraz z zastosowaniem wzoru Żurawskiego.

(2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

10. Wyznaczanie siły krytycznej i naprężeń krytycznych w przypadku wyboczenia pręta dla różnych sposobów podparcia. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

11. Rozwiązanie równań ruchu punktu materialnego dla różnych form ruchu. (3 godz.)

Obliczenia we współrzędnych prostokątnych i naturalnych.

12. Analiza ruchu mechanizmów płaskich. (3 godz.)

Obliczenia metodą chwilowego środka obrotu i metodą superpozycji.

13. Przykłady analizy dynamiki punktu materialnego (pierwsze i drugie zadanie dynamiki). (2 godz.)

Wybrane przypadki analitycznie wyznaczalne.

14. Wyznaczanie masowego momentu bezwładności bryły. Przykłady analizy dynamiki bryły. (2 godz.)

Obliczenia metodą analityczną.

15. Wyprowadzenie równania ruchu dla prostego układu mechanicznego (2 godz.)

Obliczenia w których element odkształcalny jest przedstawiony za pomocą modelu: a) Kelvina-Voigta, b) Maxwella, c) Standard I; Napisać równanie różniczkowe ruchu wahadła matematycznego o masie m i długości l. Zadanie rozwiązać korzystając z: a) zasady d’Alamberta, b) równania Lagrange’a .

16. Zastosowanie metody Ritza w technicznej teorii belek pryzma-tycznych. (2 godz.)

Przypadek beli podpartej dwupunktowo.

Literatura:

Podstawowa:

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

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

• Koruba Z., Osiecki J. W.: Elementy mechaniki zaawansowanej. Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2007.

Uzupełniająca:

• Leyko J.: Mechanika ogólna - statyka i kinematyka, tom 1, PWN, 1997.

• Leyko J.: Mechanika ogólna - dynamika, tom 2, PWN, 1997.

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

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

• Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa 1972.

Efekty uczenia się:

W1 / ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu opisu i analizy zagadnień mechaniki ogólnej, w tym dynamiki punk-tu materialnego i ciał sztywnych o stałej masie oraz układów drga-jących, opisu dynamiki elementów, układów i urządzeń mechanicz-nych oraz opisu zagadnień wytrzymałości. / K_W01 W2 / ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą mechanikę / K_W02 W3 / ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie wytrzymałości materiałów / K_W07 U1 / potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źró-deł, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich inter-pretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie. / K_U01 U2 / ma umiejętność samokształcenia się, m.in. w celu podnoszenia kompetencji zawodowych / K_K04 U3 / potrafi w sposób analityczny wyznaczyć podstawowe parametry oraz formułować proste modele matematyczne, w celu analizy me-chanizmów płaskich / K_K07 K1 / potrafi określić priorytety służące realizacji określonego zadania z zakresu mechaniki technicznej / K_K02

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: egzaminu. Ćwiczenia zaliczane są na podstawie: zaliczenia z oceną; Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnej (w trakcie sesji egza-minacyjnej), składa się z 5 pytań otwartych lub zastępczo z 20 pytań zamkniętych obejmujących efekty uczenia W1, W2, W3. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń audyto-ryjnych na ocenę pozytywną. Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych na ocenę odbywa się na podstawie średniej z pozytywnych ocen otrzymanych z przygotowania i wykonania

ćwiczeń audytoryjnych oraz sprawdzianu pisemnego weryfikującego osiągnięte efekty U2, U3 i K1. Osiągnięcie efektów W1, W2, W3 - sprawdzane jest w trakcie egzaminu, odpowiedzi na ćwiczeniach audytoryjnych i na kolokwiach oraz przy zaliczeniu tych ćwiczeń, jak również przy okazji sprawdzania umiejętno-ści U1, U2 oraz U3. Ocena za osiągnięcie tych efektów jest przyznawa-na łącznie za osiągnięcie umiejętności U1, U2 i U3. Osiągnięcie efektów U1, U2, U3 - sprawdzane jest w trakcie odpowiedzi ustnych i pisemnych na ćwiczeniach audytoryjnych, a także pośrednio przy ocenie pytań egzaminacyjnych. Podczas realizacji wykładów i ćwiczeń audytoryjnych mogą zostać wyko-rzystane metody i techniki kształcenia na odległość. Podczas realizacji wykładów i ćwiczeń audytoryjnych przekazywane będą podstawowa terminologia angielska z tematyki przedmiotu. Dopuszcza się możliwość zaliczenia wykładów i ćwiczeń w formie zdal-nej. Wynik egzaminu oceniany jest w systemie punktowym (PKT) jako śred-nia z ocen za poszczególne pytania egzaminacyjne, tj. Ocenę bardzo dobrą otrzymuje student, który otrzymał ……..(4,55< PKT ≤ 5,00) Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który otrzymał………...(4,10 < PKT ≤ 4,55) Ocenę dobrą otrzymuje student, który otrzymał………………(3,65 < PKT ≤ 4,10) Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który otrzymał...(3,20 < PKT ≤ 3,65) Ocenę dostateczną otrzymuje student, który otrzymał……....(2,75 < PKT ≤ 3,20) Ocenę niedostateczną otrzymuje student, który nie spełnia przedstawionych powyżej wymogów, tj. …………………………………….......….(2,00 ≤ PKT ≤ 2,75)

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (w trakcie)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 34 godzin więcej informacji
Wykład, 34 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Rafał Kieszek
Prowadzący grup: Rafał Kieszek, Kamil Sozoniuk, Borys Syta, Piotr Wróblewski, Wojciech Zieliński
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)