Wytrzymałość konstrukcji cienkościennych

stacjonarne

I stopnia

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 / 18godz.

7. Samodzielne przygotowanie do ćwiczeń / 18 godz.

8. Samodzielne przygotowanie do seminarium / 0 godz.

9. Realizacja projektu / 0 godz.

10. Udział w konsultacjach / 28 godz.

11. Przygotowanie do egzaminu / 10 godz.

12. Przygotowanie do zaliczenia / 0 godz.

13. Udział w egzaminie / 2 godz.

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 150 godz./ 5 ECTS

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

Zajęcia powiązane z działalnością naukową 90 godz./ 3 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 obwo-dzie 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 bezskręcenio-we) / 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 normal-nych konstrukcji wieloobwodowej / 2

14. Obliczanie rozkładu naprężeń stycznych i wydatku naprężeń normal-nych 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 mechanicznych/ K_W09

W3 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie budowy i projektowania statków 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 systemów statku powietrznego / K_W14

W5 / 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 elementów, układów, urządzeń, instalacji i systemów statku powietrznego a w tym potrafi posłużyć się właściwie dobranymi narzędziami komputerowymi – symulatorami i środowiskami programistycznymi / K_U07

U2 / potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania istniejących 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, U1, U2.

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

Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane są na podstawie: Średniej z pozytywnych 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 sprawdzane są na bazie aktywności Studenta oraz ocen otrzymanych w trakcie rozwiązywania zadań przy tablicy 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 – 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 przeprowadzić analizę pracy elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami tnącymi, momentami gnącymi i skręcającymi. Potrafi bezbłędnie uzasadnieniem ocenić i przeprowadzić analizę obliczeniową stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oceni zachowanie się konstrukcji po utracie stateczności.

Ocenę dobrą plus otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpływającym 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 bezpieczeństwa potrafi przeprowadzić analizę wytrzymałościową elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami uogólnionymi. Potrafi przeprowadzić analizę obliczeniową stateczności sprężystej konstrukcji lotniczej oraz oceni zachowanie się konstrukcji po utracie stateczności z uzasadnieniem fizyki zjawiska.

Ocenę dostateczną plus otrzymuje student, który z drobnym błędem nie wpływającym na jakość pracy konstrukcji z uwzględnieniem współczynnika bezpieczeństwa przeprowadzi analizę wytrzymałościową elementów konstrukcji cienkościennych obciążonych siłami uogólnionymi 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 wpływającym na jakość pracy konstrukcji z uwzględnieniem współczynnika bezpieczeństwa przeprowadzi (oszacowanie) zgrubną analizę wytrzymałościową 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 stateczności bez uzasadnienia fizyki zjawiska.

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

Nie przewiduje się