Laboratorium wytrzymałości i nauki o materiałach

stacjonarne

I stopnia

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, skręcania i wyboczenia, charakterystykę wielowymiarowego stanu naprężenia, obliczenia 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 metalicznych materiałów konstrukcyjnych: stali, staliw, żeliw, stopów miedzi, stopów aluminium, stopów magnezu, stopów tytanu, spieków. Budowa, właściwości i zakresu zastosowania tworzyw sztucznych. Rodzajów metalicznych materiałów stosowanych w elektrotechnice

Dr inż. Andrzej Dębski

aktywność / obciążenie studenta w godz.

1. Udział w laboratoriach /26.

2. Samodzielne przygotowanie do laboratoriów / 26.

4. Udział w konsultacjach / 12 .

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 64 godz./2. ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 38. godz./1,5 ECTS

Zajęcia powiązane z działalnością naukową: / 2. ECTS

Doświadczalne wyznaczanie wielkości odkształcenia i naprężenia w wybranym przekroju belki zginanej. Doświadczalna weryfikacja wzoru określającego linię ugięcia belki zginanej. Obliczanie reakcji konstrukcji statycznie niewyznaczalnej. Doświadczalne wyznaczanie stałych materiałowych, tj. modułu Young’a i liczby Poisson’a próbki metalowej. Eksperymentalne wyznaczenie siły krytycznej w pręcie ściskanym. Analiza termiczna stopów. Badanie mikroskopowe struktury stali, staliw i żeliw. Badanie mikroskopowe stopów metali nieżelaznych. Analiza dylatometryczna metali. Pomiary twardości metali. Badanie hartowności stali. Umacnianie wydzieleniowe stopów aluminium. Badanie gęstości materiałów porowatych i proszków

Laboratorium / metoda eksperymentalna

Spis tematów ćwiczeń laboratoryjnych:

1. Doświadczalne wyznaczanie wielkości odkształcenia i naprężenia w wy-branym 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 zgina-nej / 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 we-wnętrznych 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 po-dwójnych. Tworzenie na podstawie krzywych krzepnięcia układów równowagi.. Układy równowagi przy częściowej i zależnej od temperatury rozpuszczalności składników. Właściwości stopów w zależności od typu układu równowagi.

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

Zasada działania metalograficznego mikroskopu optycznego w systemie od-wrotnym. Sposoby przygotowania próbek stali do obserwacji metalograficz-nych. 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 od-lewniczych 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: mie-szanie proszków, prasowanie, spiekanie i obróbki wykańczające. Rodzaje spieków: Szczególne cechy materiałów spiekanych.

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 Tech-niczne, Warszawa 1998

6. L. A. Dobrzański, Metaloznawstwo z podstawami nauki o materiałach, Wydaw-nictwo 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, War-szawa 1998 (też inne wydania).

2. Z. Celiński, Materiałoznawstwo elektrotechniczne, Oficyna Wydawnicza Poli-techniki Warszawskiej, Warszawa, 1998

W1 – ma podstawową wiedzę dotyczącą budowy materiałów i inżynierii wytwarza-nia elementów mechanicznych / K_W09.

U1 – umie dobrać materiały przy projektowaniu, wytwarzaniu i eksploatacji urzą-dzeń mechatronicznych. / K_U14..

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia.

Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych.

Ocena na zaliczenie przedmiotu jest ustalana na podstawie średniej arytmetycznej z ocen uzyskanych od prowadzących poszczególne ćwiczenia laboratoryjne.

Średnia arytmetyczna 3,00-3,25 ocena 3

Średnia arytmetyczna 3,25-3,75 ocena 3,5

Średnia arytmetyczna 3,75-4,25 ocena 4

Średnia arytmetyczna 4,25-4,75 ocena 4,5

Średnia arytmetyczna 4,75-5,00 ocena 5

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, U1, - weryfikowane jest w trakcie ćwiczeń laboratoryj-nych

brak