OPISY KURSÓW. Forma kursu Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Tygodniowa liczba godz ZZU * 1 Semestralna l.

Transkrypt

1 Załącznik nr 3 do ZW 1/2007 OPISY KURSÓW Kod kursu: MMM005041W Nazwa kursu: Wytrzymałość materiałów II Język wykładowy: polski Forma kursu Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Tygodniowa liczba godz ZZU * 1 Semestralna l. godz ZZU * 15 Forma zaliczenia Zaliczenie Punkty ECTS 1 Liczba godz CNPS 30 Poziom kursu (podstawowy/zaawansowany): Podstawowy Wymagania wstępne: - Obowiązkowe: Kod: MMM005040W, nazwa: Wytrzymałość materiałów I (AiR) - Zamienne: Kod: MMM006040W, nazwa: Wytrzymałość materiałów I (ZIP) Kod: MMM006040W, nazwa: Wytrzymałość I (TRN) Imię, nazwisko i tytuł/ stopień prowadzącego: dr hab. inż Edward S. Dzidowski, prof. PWr. Imiona i nazwiska oraz tytuły/stopnie członków zespołu dydaktycznego: dr inż. Grzegorz Chruścielski, dr inż. Andrzej Bełzowski, dr inż. Leszek Korusiewicz, dr inż. Jan Stasieńko, Rok: 0 Semestr: Typ kursu (obowiązkowy/wybieralny): Obowiązkowy Cele zajęć (efekty kształcenia): Poznanie różnorodnych mechanizmów i kryteriów pękania oraz metod badania odporności na pękanie i zasad wykorzystywania tych informacji w celu zapobiegania i/lub sterowania pękaniem w całym zakresie potencjalnych obciążeń, temperatur i prędkości odkształceń. Forma nauczania (tradycyjna/zdalna): Tradycyjna Krótki opis zawartości całego kursu: Wytrzymałość oznacza odporność na uszkodzenie. Nauka o Wytrzymałości Materiałów stanowi dział Mechaniki zwany - równie często - Mechaniką Ciał Odkształcalnych. Innymi słowy, Wytrzymałość Materiałów (WM) jest nauką pozwalającą badać i ustalać zależność odkształceń od sił zewnętrznych. Tradycyjne rozważania na ten temat wytrzymałości materiałów prowadzone są przy założeniu makroskopowej jednorodności i izotropowości materiału. Przyjęcie takich założeń zawęża zakres zastosowań WM do materiałów nisko wytrzymałych, to jest takich, dla których naprężenie pękania jest większe od granicy plastyczności. Oznacza to, że wytrzymałość klasyczna nie generuje kryteriów pękania dla coraz szerzej stosowanych - materiałów wysoko wytrzymałych. Materiały te są wrażliwe na obecność niejednorodności (pęknięć) i dlatego mogą pękać krucho przy naprężeniach dużo niższych od granicy plastyczności. Z tego też powodu, oraz ze względów czasowych, kurs z podstaw Wytrzymałości Materiałów podzielono na części. Pierwsza z nich dotyczy materiałów

2 spełniających kryterium jednorodności, a druga materiałów nie spełniających tego kryterium. Niniejszy kurs poświęcony jest przede wszystkim pękaniu materiałów nie spełniających kryterium jednorodności. Stąd koncentracja uwagi głównie na pękaniu kruchym wskutek podkrytycznego rozwoju pęknięć podczas: zmęczenia, korozji naprężeniowej, pełzania, kruchości wodorowej, kruchości ciekłometalicznej itp. Ponadto, rozważane są takie przypadki pękania, jak pękanie ciągliwe - wskutek makroskopowej lokalizacji odkształceń oraz pękanie pełzaniowe - wskutek dyfuzji. Innymi słowy, omawiane są tu przypadki pękania istotnego zarówno z punktu widzenia wytrzymałości konstrukcji (w tym spawanych), jak i wytrzymałości materiałów podczas ich obróbki mechanicznej i niektórych procesów trybologicznych. Wykład (podać z dokładnością do 2 godzin): Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych Liczba godzin 1. Wprowadzenie Przegląd uszkodzeń. Mapy mechanizmów odkształceń i pękania. Omówienie 2 różnic pomiędzy pękaniem wskutek przeciążenie oraz wskutek podkrytycznego rozwoju pęknięć. Określenie przedmiotu, zakresu i sposobu dalszych rozważań. 3. Analiza przyczyn i kryteriów podkrytycznego rozwoju pęknięć wskutek: 2 zmęczenia, korozji naprężeniowej, pełzania, kruchości wodorowej i kruchości ciekłometalicznej. 4. Wprowadzenie do mechaniki pękania. Metodyka wyznaczania odporności na 2 katastroficzny rozwój pęknięć. Metodyka badania rozwoju pęknięć w funkcji czasu. 5. Zasady zastosowań mechaniki pękania do kontroli rozwoju pęknięć w celu 2 zapobiegania ich katastroficznemu rozwojowi. Zasady zastosowań mechaniki pękania w celu projektowania bezpiecznych zbiorników i rurociągów. 6. Zasady zastosowań mechaniki pękania przy projektowaniu i nadzorze 2 konstrukcji spawanych. Modele, mechanizmy i kryteria pękania. Metody opóźniania zarodkowania i rozwoju pękania pełzaniowego - znaczenie prędkości odkształceń. 7. Wprowadzenie do mezomechaniki pękania poślizgowego. Zasady 2 zapobiegania i/lub sterowania pękaniem poślizgowym. 8. Przykłady zastosowań mezomechaniki pękania poślizgowego do optymalizacji 2 procesów mechanicznej obróbki i/lub procesów zużycia ściernego. Literatura podstawowa: Autor: Collins J. A., tytuł: Failure of materials in mechanical design, analysis, prediction, prevention., wydawnictwo: John Wiley and Sons, New York, rok: 1993 Autor: Broek D., tytuł: Elementary engineering fracture mechanics., wydawnictwo: Noordhoff International Publishing, Leyden, rok: 1974 Autor: Neimitz A., tytuł: Mechanika pękania., wydawnictwo: PWN, Warszawa, rok: 1998 Autor: Dzidowski E.S., tytuł: Mechanizm pękania poślizgowego w aspekcie dekohezji sterowanej metali., wydawnictwo: Wyd. PWr., Wrocław, rok: 1990 Literatura uzupełniająca: Autor: Ashby M. F., Jones D. R., tytuł: Materiały inżynierskie. Własności i zastosowania., wydawnictwo: WNT Warszawa, rok: 1995 Autor: Ashby M. F., tytuł: Materials selection in mechanical design., wydawnictwo: Elsevier, rok: 2005 Warunki zaliczenia: Zaliczenie wykładu - kolokwium. Zaliczenie laboratorium - sprawdziany oraz sprawozdania z odbytych zajęć laboratoryjnych

3 * - w zależności od systemu studiów

4 Załącznik nr 3 do ZW 1/2007 DESCRIPTION OF THE COURSES Course code: MMM005041W Course title: Strength of Materials II Language of the lecturer: Polish Course form Lecture Classes Laboratory Project Seminar Number of hours/week * 1 Number of hours/semester * 15 Form of the course completion Credit ECTS credits 1 Total Student s Workload 30 Level of the course (basic/advanced): basic Prerequisites: - Compulsory: Kod: MMM005040W, name: Strength of materials I (AiR) - Alternatively: Kod: MMM006040W, name: Strength of materials I (ZIP) Kod: MMM006040W, name: Strength of materials I (TRN) Name, first name and degree of the lecturer/supervisor: dr hab. inż Edward S. Dzidowski, prof. PWr. Names, first names and degrees of the team s members: dr inż. Grzegorz Chruścielski, dr inż. Andrzej Bełzowski, dr inż. Leszek Korusiewicz, dr inż. Jan Stasieńko, Year: 0 Semester: Type of the course (obligatory/optional): obligatory Aims of the course (effects of the course): To learn about various mechanisms and criteria of fracture, as well as the methods of exploring fracture toughness, and the principles of using the aforementioned information in order to prevent and/or control fracturing within the entire scope of potential loadings, temperatures and strain rates. Form of the teaching (traditional/e-learning): traditional Course description: Strength means resistance to damage. The science concerned with Material Strength is the field of Mechanics, also commonly called Mechanics of deformable body. In other words, Material Strength is a science exploring and determining the dependence of strain on external forces. The traditional research on the strength of materials is based on the assumption of macroscopic homogeneity and material isotropy. Accepting those assumptions restricts the scope of application of Material Strength to low-strength materials, i.e. the materials whose fracture stress is higher than the yield strength. Consequently, the classical strength does not generate fracture criteria for the even more commonly applied high-strength materials. These materials are sensitive to the presence of heterogeneity (cracks), therefore they may undergo brittle fracture at the stress much lower than yield strength. For that reason, and also due to the time limits, the course on Material

5 Strength is divided into parts. The first part includes materials meeting the homogeneity criteria, and the second part refers to the materials which do not fulfil those criteria. The present course is primarily devoted to the strength of materials which do not fulfil the homogeneity criterion. This is why the course is focused on brittle fracture resulting from subcritical fracture development during fatigue, stress corrosion, creep, hydrogen brittleness, liquid metal brittleness, etc. What is more, the course provides the examples of fracture such as ductile fracture due to the macroscopic localization of strains, or creep fracture resulting from diffusion. In other words, the course presents the examples of the fractures important both from the construction strength perspective (including the welded constructions), and material strength in mechanical processes and selected tribological processes. Lecture: Particular lectures contents Number of hours 1. Introduction Types of damage. Maps of strain and fracture mechanisms. Discussion 2 on the differences between fracture due to overloading, and due to subcritical fracture development. Determining the subject, scope and method of further research. 3. Analysis the reasons for, and criteria of subcritical fracture development 2 due to: fatigue, strain corrosion, creep, hydrogen brittleness and liquid metal brittleness. 4. Introduction to fracture mechanics. Methods for determining the 2 resistance to catastrophic fracture development. Research methods for fracture development in time function. 5. Principles of applying fracture mechanics to control the development of 2 fractures with a view to prevent their catastrophic development. Principles of applying fracture mechanics with a view to design safe pressure vessels and pipelines. 6. Principles of applying fracture mechanics to the design and control of 2 welded constructions. Models, mechanisms and criteria of fracture. Methods for delaying nucleation and the development of creep fracture: the significance of strain rate. 7. Introduction to shear fracture mesomechanics. Principles of preventing 2 and/or controlling shear fracture. 8. Examples of applying shear fracture mesomechanics to optimise the 2 mechanical working processes and/or abrasive wear processes. Basic literature: Author: Collins J. A., title: Failure of materials in mechanical design, analysis, prediction, prevention., wydawnictwo: John Wiley and Sons, New York, rok: 1993 Author: Broek D., title: Elementary engineering fracture mechanics., wydawnictwo: Noordhoff International Publishing, Leyden, rok: 1974 Author: Neimitz A., title: Mechanika pękania., wydawnictwo: PWN, Warszawa, rok: 1998 Author: Dzidowski E.S., title: Mechanizm pękania poślizgowego w aspekcie dekohezji sterowanej metali., wydawnictwo: Wyd. PWr., Wrocław, rok: 1990 Additional literature: Author: Ashby M. F., Jones D. R., title: Materiały inżynierskie. Własności i zastosowania., wydawnictwo: WNT Warszawa, rok: 1995 Author: Ashby M. F., title: Materials selection in mechanical design., wydawnictwo:

6 Elsevier, rok: 2005 Conditions of the course acceptance/credition: Exam/test * - depending on a system of studies