OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA (przedmiot lub grupa przedmiotów)

Transkrypt

1 OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA (przedmiot lub grupa przedmiotów) Nazwa modułu/przedmiotu Przedmioty techniczne Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Instytut Fizyki Przedmioty: Nauka o materiałach Inżynieria wytwarzania Elektrotechnika i elektronika Mechanika techniczna oraz wytrzymałość materiałów kierunek specjalność specjalizacja semestr/y poziom kształcenia/forma kształcenia forma studiów Edukacja wszystkie III, IV, V SPS stacjonarne technicznoinformacyjna Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących) Dr inż. Danuta Galanciak, dr Tomasz Wróblewski, mgr Agnieszka Włodarkiewicz, mrg Paweł Rochowski Koordynator Dr inż. Danuta Galanciak Formy zajęć: Liczba godzin: Liczba punktów ECTS N (nauczyciel) S (student) Nauka o materiałach Wykład Analiza literatury 5 Przygotowanie do egzaminu 15 Ćwiczenia audytoryjne Przygotowanie do ćwiczeń 10 Rozwiązywanie problemów postawionych podczas zajęć Inżynieria wytwarzania Wykład 20 30/30 (TI)/55 (naucz) 2/3 (naucz) Analiza literatury 10/20 Przygotowanie do zaliczenia 20/35 Elektrotechnika i elektronika Wykład Analiza literatury 10 Przygotowanie do egzaminu 10 Laboratorium 30 30/45 (TI) 2/3 (TI) Przygotowanie do ćwiczeń 15/15 Wykonanie ćwiczeń oraz przygotowanie 15/30 sprawozdań Mechanika techniczna oraz wytrzymałość materiałów Wykład Analiza literatury 10 Przygotowanie do egzaminu 20 Ćwiczenia audytoryjne

2 Przygotowanie do ćwiczeń 10 Rozwiązywanie problemów postawionych 20 podczas zajęć Razem /195(TI)/205(naucz) 14/15 (naucz, TI) Metody dydaktyczne wykład z prezentacją multimedialną pokaz, ćwiczenia audytoryjne: rozwiązywanie zadań i problemów praktycznych zajęcia laboratoryjne Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi A. Wymagania formalne: treści programowe przedmiotów - Fizyka, Chemia, Matematyka B. Wymagania wstępne: znajomość podstaw matematyki, fizyki oraz chemii. Cele przedmiotu 1. Zapoznanie studentów z nowoczesnymi technologiami materiałowymi stosowanymi w przemyśle. Nabycie umiejętności doboru materiałów do określonych zastosowań technologicznych. Wprowadzenie do nanomateriałów. 2. Nabycie umiejętności projektowania materiałowego i doboru materiałów inżynierskich z zastosowaniem metod CAMD i CAMS. Zapoznanie z własnościami wytrzymałościowymi materiałów metalicznych i ich struktur. Zdobycie umiejętności stosowania technologii wytwarzania w celu kształtowania produktów, ich struktury i własności. Nabycie umiejętności rozwiązywania zadań technicznych, posługując się modelowaniem matematycznym oraz symulacją komputerową, na podstawie znajomości praw i metod mechaniki technicznej oraz wytrzymałości materiałów. Zapoznanie studentów z metodami analizy obwodów elektrycznych, działaniem przyrządów elektronicznych, podstawy działania układów elektronicznych. Treści programowe A. Treści wykładu 1. Fizyczne podstawy budowy materii. Materiały techniczne naturalne i inżynierskie, porównanie ich struktury, własności i zastosowania. Zasady doboru materiałów do różnych zastosowań technologicznych. Podstawy projektowania materiałowego. Źródła informacji o parametrach materiałów inżynierskich i ich zastosowaniach. Metale i ich stopy. Przemiany fazowe, kształtowanie struktury i własności materiałów. Stale i odlewnicze stopy żelaza. Metale nieżelazne i ich stopy. Szkła i ceramika szklana. Materiały spiekane i ceramiczne. Materiały polimerowe, kompozytowe. Materiały biomimetyczne, inteligentne i funkcjonalne. Metodyka komputerowego wspomagania projektowania materiałowego (CAMD) i doboru materiałów (CAMS). Warunki pracy i mechanizmy zużycia i dekohezji materiałów inżynierskich. Metody badania materiałów. Nanotechnologia i nanomateriały. 2. Procesy wytwarzania materiałów inżynierskich. Dobór materiałów. Procesy technologiczne kształtowania struktury i własności inżynierskich stopów metali: obróbka cieplna, metalurgia proszków, wytwarzanie i kształtowanie materiałów ceramicznych, szkieł, materiałów polimerowych i kompozytowych, odlewanie i obróbka plastyczna metali i stopów. Obróbka ubytkowa i inne technologie kształtowania postaci geometrycznej. Obróbka powierzchniowa i cieplno-chemiczna. Procesy cięcia termicznego oraz łączenia i spajania. Procesy i organizacja montażu. Technologia maszyn. Procesy technologiczne w elektrotechnice, elektronice i optoelektronice. Projektowanie procesów technologicznych i projektowanie materiałowe aspekty ekonomiczne, technologie proekologiczne, recykling, zapewnienie jakości. Automatyzacja i robotyzacja procesów wytwarzania. Stosowanie technik komputerowych w inżynierii wytwarzania. 3. Wstęp do zagadnień elektrotechniki i elektroniki. Rys historyczny. Podstawy teorii obwodów elektrycznych. Obwody prądu stałego. Obwody prądu zmiennego. Metrologia elektryczna. Fizyka ciała stałego, półprzewodniki. Złącze p-n, diody. Tranzystory złączowe i polowe. Optoelektronika. Wzmacniacze tranzystorowe i operacyjne. Nieliniowe układy elektroniczne. Sprzężenie zwrotne. Generatory. Podstawy techniki cyfrowej, układy cyfrowe kombinacyjne i sekwencyjne. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Nanoelektronika. 4. Mechanika techniczna. Mechanika ciała stałego i płynu w ujęciu klasycznym. Aksjomaty mechaniki. Statyka: równowaga w płaskim i przestrzennym układzie sił, tarcie, analiza belek, słupów ram i kratownic. Kinematyka: ruch punktu materialnego i ciała sztywnego, ruch płaski, obrotowy i kulisty bryły, ruch złożony. Dynamika: dynamika punktu materialnego i ciała sztywnego, prawa Newtona, prawa zachowania energii, dynamika w ruchu złożonym. Mechanika płynów: ciśnienie hydrostatyczne i hydrodynamiczne, podstawowe pojęcia kinematyki płynu i teorii przepływu, równanie Bernoulliego, przepływ potencjalny, lepkość kinematyczna i dynamiczna, ruch jednowymiarowy cieczy, liczby kryterialne, podobieństwo mechaniczne przepływów cie-

3 czy, przepływ laminarny i turbulentny. Elementy dynamiki gazów, równanie Naviera-Stokesa. Zastosowanie technik komputerowych w mechanice. Wytrzymałość materiałów. Stan naprężenia i odkształcenia. Kryteria i badania wytrzymałościowe. Proste przypadki wytrzymałościowe. Podstawowe równania teorii naprężenia i odkształcenia. Przestrzenny stan naprężeń i odkształceń. Prawa Hooke`a. Złożone stany naprężeń: ściskanie i zginanie, zginanie ze ścinaniem i skręcaniem. Podstawowe hipotezy naprężeń zredukowanych. Wyboczenie. Zbiorniki cienkościenne. Rury grubościenne. Płyty. Wytrzymałość eksploatacyjna. B. Program laboratorium tematy doświadczeń wykonywanych przez studentów. Wytrzymałość materiałów, wiadomości podstawowe (naprężenie, odkształcanie, charakterystyki wytrzymałościowe). Stany naprężeń. Próba rozciągania i ściskania. Próby twardości. Próba udarności. Próba ścinania. Próba zginania. Badanie tłoczności blach. Obróbka ręczna: trasowanie, piłowanie, cięcie, wiercenie. Obróbka wiórowa: toczenie, frezowanie, szlifowanie. Techniki spajania: lutowanie (miękkie i twarde), spawanie elektrodą otuloną, spawanie w osłonie gazów, klejenie. Zmontowanie i zbadanie charakterystyk podstawowych elementarnych układów elektronicznych: filtrów, układu prostowniczego, układu wzmacniającego, wzmacniacza operacyjnego, układu stabilizatora, układów cyfrowych kombinacyjnych, układów cyfrowych sekwencyjnych. Efekty uczenia się Wiedza (W_01) definiuje podstawowe materiały inżynierskie stosowane w gospodarce, procesy ich wytwarzania oraz wzajemne relacje pomiędzy strukturą materiałów inżynierskich, właściwościami, techniką ich wytwarzania a ich zastosowaniem (W_02) opisuje zasady projektowania i kryteria doboru materiałów inżynierskich (W_03) opisuje zasady działania urządzeń do badania materiałów (W_04) charakteryzuje podstawowe procesy technologiczne obróbki materiałów, (W_05) opisuje możliwości wykorzystania technik komputerowych w inżynierii wytwarzania (W_06) objaśnia zagadnienia z zakresu automatyzacji procesów obrabiania materiałów (W_07) opisuje podstawowe pojęcia z zakresu teorii obwodów prądu stałego i przemiennego (W_08) zna podstawy teorii teorie przewodnictwa i półprzewodnictwa (W_09) zna podstawy techniki cyfrowej (W_10) opisuje podstawowe pojęcia z zakresu nanoelektroniki (W_11) ma podstawową wiedzę z zakresu statyki, kinematyki oraz dynamiki ciała sztywnego, dynamiki płynów oraz teorii naprężeń (W_12) ma wiedzę na temat wytrzymałości eksploatacyjnej (W_13) zna formy i metody tworzenia dokumentacji konstrukcyjnej, (W_14) zna metody utrzymania urządzeń w gotowości technicznej, (W_15) ma podstawowe wiadomości o stalowych konstrukcjach nośnych, Umiejętności (U_01) opisuje językiem fachowej analizy rynek nowoczesnych materiałów inżynierskich (U_02) ocenia materiały pod kątem ich zastosowania (U_03) konstruuje doświadczenia w celu identyfikacji i określenia właściwości materiałów (U_04) buduje rozwiązania problemów technicznych w oparciu o prawa mechaniki Sposób zaliczenia oraz formy i podstawowe kryteria oceny/wymagania egzaminacyjne A. Sposób zaliczenia Egzamin, zaliczenie z oceną B. Formy i kryteria zaliczenia Formy zaliczania Egzamin pisemny i ustny, kolokwium pisemne, projekt, domowa praca kontrolna. Ocena modułu jest średnią ważoną ocen poszczególnych przedmiotów, dla których wagami są przypisane im liczby punktów ECTS.

4 (U_05) konstruuje analizy wytrzymałościowe elementów maszyn i urządzeń (U_06) adaptuje do różnych zadań umiejętności obsługi urządzeń technicznych (U_07) rozwiązuje zadania i problemy z teorii obwodów (U_08) bada charakterystyki układów elektronicznych (U_09) buduje podstawowe układy elektroniczne (U_10) konstruuje rozwiązania problemów technicznych w oparciu o prawa mechaniki przy użyciu specjalistycznego oprogramowania (U_11) tworzy analizy wytrzymałościowe elementów maszyn (U_12) projektuje obliczenia wytrzymałościowe układów mechanicznych z zastosowaniem komputerowego wspomagania projektowania maszyn, (U_13) prezentuje graficznie elementy maszyn i układów mechanicznych, (U_14) konstruuje symulacje przydatne w eksploatacji i diagnostyce urządzeń technicznych Kompetencje społeczne (K_01) rozumie potrzebę kształcenia się (K_02) ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane przez niego przedsięwzięcia (K_03) potrafi pracować zespołowo, przyjmując różne role w grupie (K_04) stosuje zasady bezpieczeństwa przy obróbce materiałów oraz pracy z urządzeniami elektrycznymi i elektronicznymi Matryca efektów kształcenia dla przedmiotu Numer (symbol) efektu kształcenia Odniesienie do efektów kształcenia dla programu Poprzez symbole +, ++, +++ określamy stopnień pokrycia danego efektu Odniesienie do efektów kształcenia dla obszaru Poprzez symbole +, ++, +++ określamy stopnień pokrycia danego efektu W_01 K_W11 ++, K_W T1A_W01++, T1A_W02++, T1A_W07+++ W_02 K_W15+++ T1A_ W02+++, T1A_W07+++ W_03 K_W15+++ T1A_ W02+++ W_04 K_W15+++ T1A_W01+, T1A_W02+++, T1A_W07+++ W_05 K_W02+, K_W06++, K_W15++ T1A_W01++, T1A_W02++, T1A_W03++, T1A_W07++ W_06 K_W16+++ T1A_W02+,T1A_W03+++, T1A_W05+ W_07 K_W T1A_W04++ W_08 K_W T1A_W04++ W_09 K_W18++ T1A_W04++ W_10 K_W18++ T1A_W04++ W_11 K_W12 ++, K_W13++, K_W14++ T1A_W01+, T1A_W04++, T1A_W05++, T1A_W06+, T1A_W07++ W_12 K_W14+++ T1A_W04++,T1A_W06+++ W_13 K_W04++, K_W14++ T1A_W04++,T1A_W06++ W_14 K_W12++, K_W14+++ T1A_W04++,T1A_W06+++,T1A_W07++ W_15 K_W12+ T1A_W04++,T1A_W06+++,T1A_W07++ U_01 K_U07+ T1A_U04++, T1A_U07+++ U_02 K_U07+ T1A_U04++, T1A_U07+++ U_03 K_U07+, K_U17+ T1A_U04++, T1A_U08+, T1A_U09+++ U_04 K_U23+ T1A_U10+

5 U_05 K_U18+, K_U20+, K_U21+ T1A_U09+++ U_06 K_U14++ T1A_U04++, T1A_U05+++ U_07 K_U07+, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U09+++, T1A_U15+++ U_08 K_U07+, K_U16++, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U08++, T1A_U09+++, T1A_U15+++ U_09 K_U05++, K_U07+, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U09+++, T1A_U15+++ U_10 K_U12++ T1A_U09++, T1A_U14++ U_11 K_U17++ T1A_U08+++, T1A_U09+++ U_12 K_U12++, K_U17++ T1A_U08+++, T1A_U09+++, T1A_U14++ U_13 K_U18++ T1A_U03+++, T1A_U08+ U_14 K_U04++, K_U05++ T1A_U08+++, T1A_U09+++, T1A_U14++,T1A_U15++ K_01 K_K01+++ T1P_K01+++ K_02 K_K05+++ T1P_K02+++, T1P_K05++, T1P_K07+++, K_03 K_K04+++ T1A_K03+++ K_04 K_K02+++, K_K05+ T1A_K02+++, T1A_K05++ Wykaz literatury A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu): 1. Ashby Michael F., Jones David R.H., Materiały inżynierskie. Cz. 1 i 2, WNT, Warszawa Blicharski M., Inżynieria materiałowa. Stal. WNT, Warszawa Dobrzański L., Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo, WNT, Warszawa Gryboś R. : Podstawy mechaniki płynów, PWN, Warszawa Gryboś R.: Zbiór zadań z technicznej mechaniki płynów, PWN, Warszawa Horowitz P., Hill W., Sztuka elektroniki, WKŁ, Warszawa, 1995, 7. Muster A.: Kucie matrycowe Projektowanie procesów technologicznych, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskie, Warszawa Skoć A., Spałek J., Podstawy konstrukcji maszyn, t. 1, 2 i 3. WNT, Warszawa, 2006, B. Literatura uzupełniająca 1. Galiny H. (red), Fizyka materiałów polimerowych. Makrocząsteczki i ich układy, WNT, Grabowski L., Pracownia elektroniczna, WSiP, Warszawa, Joniak S.(red), Badania eksperymentalne w wytrzymałości materiałów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, Niezgodziński M., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa Perzyk M. i in.: Odlewnictwo, WNT, Warszawa Polowczyk M., Klugmann E., Przyrządy półprzewodnikowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk, 2001, 7. Rusek M., Pasierbiński J., Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa, 1999, 8. Stecewicz T., Kotlicki A., Elektronika w laboratorium naukowym, PWN, Warszawa, 1995, 9. Praca zb. pod red.: Tabora A., Zająca A., Rączki M., Zarządzanie jakością Politechnika Krakowska, Kraków Wojciechowski W.: Techniki Wytwarzania, Wybrane zagadnienia ze spawalnictwa, Politechnika Krakowska, Kraków Niziński St., Elementy eksploatacji obiektów technicznych. Wydawnictwo UWM w Olsztynie, 2000, 12. Niziński St., Elementy diagnostyki obiektów technicznych. Wydawnictwo UWM w Olsztynie, 2001 Kontakt danuta.galanciak@gmail.com