Nazwa modułu: Tribologia Rok akademicki: 2013/2014 Kod: RBM-2-109-KW-s Punkty ECTS: 3 Wydział: Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność: Komputerowe wspomaganie projektowania Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 1 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Rakowski Wiesław (rakowski@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: Kot Marcin (kotmarc@imir.agh.edu.pl) dr inż. Zimowski Sławomir (zimowski@imir.agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna teorie tarcia. Zna mechanizmy tarcia i zużycia tworzyw konstrukcyjnych. Zna materiały stosowane na typowe węzły tarcia elementów maszyn, bioimplanty oraz mikromechanizmy. Sprawozdanie, Udział w dyskusji M_W002 Posiada wiedzę na temat wpływu warstwy wierzchniej na procesy tarcia i zużycia oraz wie jakimi właściwościami powinna się ona charakteryzować dla konkretnego zastosowania. Zna właściwości geometryczne, fizyczne i chemiczne powierzchni ciał stałych wpływające na proces tarcia i zużycie. M_W003 Zna zaawansowane technologie inżynierii powierzchni stosowane w tribologii. Zna techniki nakładania oraz rodzaje cienkich powłok przeciwzużyciowych. Referat, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych 1 / 6
M_W004 Zna zjawiska charakterystyczne dla oddziaływań tribologicznych w skali makro i nano. Zna tribologię elementów MEMS, bioimplantów oraz wybranych elementów konstrukcyjnych. Prezentacja, Udział w dyskusji Umiejętności M_U001 Umie rozpoznać charakterystyczne formy zużycia oraz czynniki wpływające na jego intensywność. Umie zaproponować rozwiązanie które wpłynie na zmniejszenie tego zużycia. BM2A_U12 M_U002 Umie dobrać materiały i sposób obróbki powierzchniowej na typowe elementy węzłów tribologicznych. Umie dobrać odpowiednie środki smarne. BM2A_U12 Kolokwium, Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych M_U003 Umie zaproponować odpowiednie do zastosowania nowoczesne techniki inżynierii powierzchni jak powłoki PVD, CVD, techniki plazmowe, laserowe, które ograniczą tarcie i zużycie lub zapewnią odpowiednie sprężenie cierne. BM2A_U12 M_U004 Umie zaproponować odpowiedni dla badanego materiału i zastosowania test tribologiczny. Umie samodzielnie przeprowadzić testy tribologiczne i właściwie zinterpretować wyniki badań BM2A_U10 Aktywność na zajęciach, Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi przekazać informacje i opinie dotyczące tribologii w sposób powszechnie zrozumiały. Rozumie społeczne i środowiskowe problemy związane z tarciem i zużywaniem się elementów obiektów technicznych oraz koniecznością ich recyklingu. BM2A_K02, BM2A_K07 Aktywność na zajęciach, Prezentacja, Sprawozdanie, Udział w dyskusji Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza 2 / 6
M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 Zna teorie tarcia. Zna mechanizmy tarcia i zużycia tworzyw konstrukcyjnych. Zna materiały stosowane na typowe węzły tarcia elementów maszyn, bioimplanty oraz mikromechanizmy. Posiada wiedzę na temat wpływu warstwy wierzchniej na procesy tarcia i zużycia oraz wie jakimi właściwościami powinna się ona charakteryzować dla konkretnego zastosowania. Zna właściwości geometryczne, fizyczne i chemiczne powierzchni ciał stałych wpływające na proces tarcia i zużycie. Zna zaawansowane technologie inżynierii powierzchni stosowane w tribologii. Zna techniki nakładania oraz rodzaje cienkich powłok przeciwzużyciowych. Zna zjawiska charakterystyczne dla oddziaływań tribologicznych w skali makro i nano. Zna tribologię elementów MEMS, bioimplantów oraz wybranych elementów konstrukcyjnych. Umie rozpoznać charakterystyczne formy zużycia oraz czynniki wpływające na jego intensywność. Umie zaproponować rozwiązanie które wpłynie na zmniejszenie tego zużycia. Umie dobrać materiały i sposób obróbki powierzchniowej na typowe elementy węzłów tribologicznych. Umie dobrać odpowiednie środki smarne. Umie zaproponować odpowiednie do zastosowania nowoczesne techniki inżynierii powierzchni jak powłoki PVD, CVD, techniki plazmowe, laserowe, które ograniczą tarcie i zużycie lub zapewnią odpowiednie sprężenie cierne. + - - - - - - - - - - 3 / 6
M_U004 Umie zaproponować odpowiedni dla badanego materiału i zastosowania test tribologiczny. Umie samodzielnie przeprowadzić testy tribologiczne i właściwie zinterpretować wyniki badań - - + - - - - - - - - Kompetencje społeczne M_K001 Potrafi przekazać informacje i opinie dotyczące tribologii w sposób powszechnie zrozumiały. Rozumie społeczne i środowiskowe problemy związane z tarciem i zużywaniem się elementów obiektów technicznych oraz koniecznością ich recyklingu. Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Rodzaje tarcia, hipotezy tarcia i podstawowe prawa tarcia. Właściwości geometryczne, fizyczne i chemiczne warstw wierzchnich ciał stałych oraz ich wpływ na proces tarcia i zużycie. Podstawy mechaniki kontaktu. Mechanizmy tarcia i zużycia metali, ceramiki, polimerów i kompozytów. Prognozowanie zużycia ściernego, adhezyjnego, zmęczeniowego, delaminacyjnego, chemicznego, erozyjnego. Podstawy teorii smarowania. Równania Reynolds a i wymiany ciepła w projektowaniu łożysk. Środki smarne, podstawowe rodzaje smarowania. Metody numeryczne w projektowaniu łożysk ślizgowych. Kontakt toczny, zużycie i smarowanie. Projektowanie elementów ekstremalnie obciążonych stykowo. Smarowanie procesach technologicznych przeróbki metali i innych materiałów. Metody doboru materiałów w projektowaniu systemów tribologicznych CAMD, CAMS. Nowoczesne technologie inżynierii powierzchni w tribologii. Relacje pomiędzy makro- i nanotribologią. Analiza wybranych przykładów: hamulce bolidów F1, sprzężenie opona-jezdnia, łożyska turbin, zużycie narzędzi. Tribologia, styków elektrycznych. Elementy biotribologii. Znaczenie problematyki bezpieczeństwa, ekonomiki i ochrony środowiska w projektowaniu i eksploatacji układów tribologicznych. Ćwiczenia laboratoryjne Zużywanie metali i stopów w warunkach tarcia technicznie suchego. Badania oporów ruchu łożysk tocznych. Badanie drgań samowzbudnych materiałów ciernych. Tarcie i zużycie polimerów i kompozytów polimerowych w styku ślizgowym. Analiza właściwości lepkosprężystych polimerów i kompozytów polimerowych w różnych zakresach temperatury. 4 / 6
Wyznaczanie nanotwardości oraz modułu Young a warstw wierzchnich i powłok metodą indentacji. Pomiar adhezji cienkich powłok i warstw wierzchnich do podłoży test zarysowania. Zużycie materiałów konstrukcyjnych w obecności wodnych mieszanin ściernych test Millera. Badanie odporności na zużycie materiałów ceramicznych w obecności luźnego ścierniwa (dry sand test). Tarcie i zużycie cienkich powłok ceramicznych i węglowych nakładanych metodami PVD i CVD. Wpływ charakteru ruchu względnego oraz nacisków na mechanizm zużycia typowych materiałów konstrukcyjnych. Tarcie i zużycie tworzyw konstrukcyjnych w obecności środka smarnego. Wpływ temperatury na właściwości smarne oleju. Ćwiczenia projektowe - Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa to średnia z ocen z 3 kulokwiów przeprowadzanych na ćwiczeniach laboratoryjnych i oceny z prezentacji. Wymagania wstępne i dodatkowe Nie podano wymagań wstępnych lub dodatkowych. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Hebda M.: Procesy tarcia, smarowania i zużywania maszyn. Warszawa-Radom: Wydawnictwo Instytutu Technologii Eksploatacji PIB, 2007 2. Stachowiak G. W.: Engineering tribology. Boston : Butterworth Heinemann, 2001 3. Lawrowski Z: Tribologia: tarcie, zużywanie i smarowanie. Wydaw. Naukowe PWN, 1993 4. Williams J. A.: Engineering tribology. Oxford University Press, 1994 5. Hutchings I. M.: Tribology friction and wear of engineering materials. London: Arnold, 1995 6. Advances in composite tribology/ ed. by Klaus Friedrich. Amsterdam : Elsevier, 1993 7. Friction and wear of ceramics/ ed. by Said Jahanmir. New York : Marcel Dekker, 1994 8. Handbook of micro/nanotribology/ ed. by Bharat Bhushan. Boca Raton : CRC Press, 1999 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 5 / 6
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 15 godz 30 godz 10 godz 25 godz 10 godz 90 godz 3 ECTS 6 / 6