Nazwa przedmiotu: Kierunek: Mechatronika Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy na kierunku: Projektowanie Systemów Mechanicznych Rodzaj zajęć: wykład, ćwiczenia I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU MECHANIKA MATERIAŁÓW Mechanics of materials Forma studiów: stacjonarne Poziom kwalifikacji: I stopnia Liczba godzin/tydzień: 1W E, 2C PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE C1. Przekazanie wiedzy w zakresie podstaw mechaniki. C2. Uzyskanie wiedzy przez studenta na temat różnych konstrukcyjnych i ich mechanicznych. C3. Nabycie przez studentów umiejętności rozwiązywania zadań obliczeniowych w zakresie mechaniki ciał odkształcalnych. C4. Nabycie umiejętności praktycznego wyznaczenia wskaźników wytrzymałościowych konstrukcyjnych potrzebnych przy projektowaniu części maszyn. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. Znajomość wiedzy z zakresu matematyki i fizyki. 2. Znajomość j wiedzy z mechaniki i wytrzymałości oraz podstaw materiałoznawstwa i inżynierii materiałowej. 3. Umiejętność obliczania pochodnych i całek funkcji złożonych. 4. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji w tym z instrukcji i dokumentacji technicznej. 5. Umiejętność pracy samodzielnej i w grupie. 6. Umiejętność interpretacji i prezentacji własnych działań. Kod przedmiotu: S1_02 Rok: III Semestr: VI Liczba punktów: 3 ECTS EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 potrafi analizować i przystosować zakres zdobywanej wiedzy teoretycznej do potrzeb mechaniki, EK 2 potrafi rozróżnić materiały konstrukcyjne i wybrać potrzebne przy projektowaniu części maszyn, EK 3 potrafi rozwiązywać zadania dotyczące zagadnień o zastosowaniu technicznym oraz poprawnie interpretować uzyskane wyniki, EK 4 potrafi i poprawnie zinterpretować wyniki własnych działań.
TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć WYKŁADY Liczba godzin W 1 Własności i niejednorodność anizotropia. 1 W 2 Badanie mechanicznych metali. Wpływ róŝnych czynników na 1. W 3 Struktura ciał, ciała polikrystaliczne, tworzywa wielkocząsteczkowe i 1 bezpostaciowe. W 4 Ciała liniowo i nieliniowo spręŝyste, mechanizm odkształcenia materiału. 1 W 5 NapręŜenia w materiale, tensorowy opis złoŝonego stanu napręŝeń. 1 W 6 Odkształcenie materiału, odkształcenie a przemieszczenie, uogólnione prawo 1 Hooke a. W 7 Pomiar napręŝeń. NapręŜenia przy złoŝonym stanie obciąŝenia. 1 W 8 Zagadnienia statycznie niewyznaczalne. Metody rozwiązywania układów 1 statycznie niewyznaczalnych. W 9 Rozwiązywanie układów statycznie niewyznaczalnych z wykorzystaniem metody 1 parametrów początkowych. W 10 Energia spręŝysta układu liniowospręŝystego. Siły i współrzędne uogólnione. 1 W 11 Obliczanie przemieszczeń prętów, twierdzenie Castigliano. 1 W 12 Zastosowanie metod energetycznych do rozwiązywania belek i ram statycznie 1 niewyznaczalnych. W 13 Wyboczenie spręŝyste i spręŝysto-plastyczne prętów prostych. 1 W 14 Działanie karbu w warunkach obciąŝeń stałych i zmiennych, zniszczenie - 1 pęknięcie (złom) ciała. W 15 Mechanika pękania-zagadnienie szczeliny. Kryteria zniszczenia wg spręŝystej i spręŝysto-plastycznej mechaniki pękania. Forma zajęć ĆWICZENIA 1 Liczba godzin Ć 1 ZłoŜony stan napręŝenia, obliczanie napręŝeń w prętach ściskanych mimośrodowo. 2 Ć 2 Obliczenia wałów przy zginaniu ze skręcaniem. 2 Ć 3 Rozwiązywanie układów statycznie niewyznaczalnych z wykorzystaniem metody 2 parametrów początkowych. Ć 4 Energia spręŝysta w prętach rozciąganych, skręcanych i zginanych. 2 Ć 5 Obliczanie przemieszczeń prętów za pomocą twierdzenia Castigliano. 2 Ć 6 Obliczanie statycznie niewyznaczalnych belek i ram za pomocą twierdzenia 2 Menabrea. Ć 7 Obliczenia prętów na wyboczenie. 2 Ć 8 Wektor i tensory napręŝenia w zapisie wskaźnikowym, algebra tensorów. 2 Ć 9 Wyznaczanie napręŝeń i odkształceń głównych. 2 Ć 10 Odkształcenie materiału, odkształcenie a przemieszczenie, uogólnione prawo 2 Hooke a. Ć 11 Wyznaczenie wskaźników określających wytrzymałościowe i plastyczne 2. Statyczna próba rozciągania metali. Ć 12 Statyczna próba ściskania konstrukcyjnych. 2 Ć 13 Określanie odporności powierzchni metalu na odkształcenia trwałe. Pomiar 2 twardości metali sposobem Brinella, Rockwella i Vickersa. Ć 14 Wyznaczanie napręŝeń w prętach przy wykorzystaniu tensometrów 2 elektrooporowych. Ć 15 Badanie wpływu obciąŝenia dynamicznego na metali. 2 Udarowa próba zginania. 2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. wykład z wykorzystaniem tablicy oraz prezentacji multimedialnych, 2. ćwiczenia praktyczne - rozwiązywanie zadań z wykorzystaniem tradycyjnej tablicy, 3. stanowiska do badań eksperymentalnych oraz aparatura pomiarowa. SPOSOBY OCENY ( F FORMUJĄCA, P PODSUMOWUJĄCA) F1. ocena aktywności podczas zajęć, F2. ocena przygotowania do ćwiczeń, F3. ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy teoretycznej podczas wykonywania ćwiczeń, P1. cena umiejętności rozwiązywania postawionych problemów oraz sposobu prezentacji uzyskanych wyników zaliczenie na ocenę* P2. ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu egzamin. *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen z dwóch kolokwiów i opracowanych sprawozdań OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym Zapoznanie się ze wskazaną literaturą Przygotowanie do ćwiczeń obliczeniowych i laboratoryjnych Obecność na konsultacjach Obecność na egzaminie Przygotowanie do egzaminu Suma SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 15W 30Ć 45h 5 h 10 h 5 h 3 h 7 h 75 h 3 ECTS 2.12 ECTS 1.6 ECTA LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Bąk R., Burczyński T., Wytrzymałość z elementami ujęcia komputerowego. WNT, Warszawa 2001. 2. Bachmacz W., Werner K., Wytrzymałość - studium doświadczalne. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002. 3. Blicharski M., Wstęp do inżynierii materiałowej. WNT, Warszawa 2001. 4. Dobrzański L.A., Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. WNT, Warszawa 2006. 5. Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość. WNT, Warszawa 1999. 6. Gawęcki A., Mechanika i konstrukcji prętowych. Wyd.Pol.Pozn., Poznań 2003. 7. Herman J., Rafalski Z., Wybrane techniki wytwarzania wyrobów metalowych. Wydawnictwa Pol. 3
Śląskiej, Gliwice 2004. 8. Kurowski R., Niezgodziński M.E., Wytrzymałość. Warszawa, PWN, 1999. 9. Niezgodziński M., Niezgodziński T., Wytrzymałość. PWN, Warszawa 1997. PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr hab. inż. Wiesława Piekarska prof. PCz. piekarska@imipkm.pcz.pl 2. dr inż. Leszek Sowa sowa@imipkm.pcz.pl 3. dr inż. Tomasz Domański domanski@imipkm.pcz.pl 4. dr inż. Marcin Kubiak kubiak@imipkm.pcz.pl 5. dr inż. Jerzy Winczek winczek@imipkm.pcz.pl MATRYCA REALIZACJI I WERYFIKACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny EK1 K_W37_S1_02 C1 W1-15 1 F1, P2 EK2 K_U37_S1_02 C2 W1-15, Ć11-15 1, 3 F1, F3 EK3 K_U37_S1_02 C3 Ć1-10 2 F2, F3, P1 EK4 K_U37_S1_02 C4 Ć11-15 3 F2, P1 4
II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia EK1, EK2 Student opanował wiedzę teoretyczną, potrafi rozróżnić materiały konstrukcyjne i zna ich potrzebne przy projektowaniu części maszyn. EK3 rozwiązywać zadania dotyczące zagadnień o zastosowaniu technicznym oraz poprawnie interpretować uzyskane wyniki. EK4 i poprawnie zinterpretować wyniki własnych działań. Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 Student nie opanował j wiedzy. Student nie potrafi rozwiązywać najprostszych zadań nawet z pomocą prowadzącego. Student nie potrafi wyznaczyć podstawowych wskaźników charakteryzujących konstrukcyjnych. Student częściowo opanował wiedzę, potrafi rozróżnić materiały konstrukcyjne., z pomocą prowadzącego, rozwiązywać proste zadania dotyczące mechaniki ciał odkształcalnych. wyznaczyć wskaźniki konstrukcyjnych. Student dobrze opanował wiedzę, zna podstawowych konstrukcyjnych rozwiązać zadania dotyczące mechaniki ciał odkształcalnych. konstrukcyjnych i zinterpretować wyniki własnych działań. Student bardzo dobrze opanował wiedzę z zakresu mechaniki objętego programem nauczania, zdobywa i poszerza wiedzę rozwiązywać zadania ciał odkształcalnych oraz interpretować uzyskane wyniki., potrafi zaprezentować wyniki swojej pracy oraz dokonać ich analizy. Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia w stopniu odpowiadającym ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE 1. Wszelkie informacje dla studentów kierunku Mechatronika wraz z: - programem studiów, - prezentacjami do zajęć, - instrukcjami do ćwiczeń laboratoryjnych, - harmonogramem odbywania zajęć dostępne są na tablicy informacyjnej oraz stronie internetowej kierunku Mechatronika www.wimii.pcz.pl 2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć z danego przedmiotu oraz umieszczona jest na drzwiach pokojów pracowników prowadzących zajęcia. 5