Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S1)
Sylabus przedmiotu Wytrzymałość materiałów I:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Energetyka | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Wytrzymałość materiałów I | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechaniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Mariusz Leus <Mariusz.Leus@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawy matematyki, w tym podstawy rachunku różniczkowego i całkowego. |
| W-2 | Ukończony kurs mechaniki ogólnej w zakresie statyki. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z zasadami obliczeń wytrzymałościowych elementów maszyn i prostych konstrukcji mechanicznych. |
| C-2 | Ukształtowanie umiejętności prowadzenia analiz wytrzymałościowych elementów maszyn i prostych konstrukcji mechanicznych pracujących na rozciąganie, ściskanie, ścinanie i skręcanie. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Wyznaczanie sił i naprężeń w przekrojach prętów ściskanych i rozciąganych. Obliczenia wytrzymałościowe prętów rozciąganych i ściskanych - dobór przekroju, wyznaczanie naprężeń, odkształceń i przemieszczeń.. Rozwiązywanie układów prętowych statycznie niewyznaczalnych. Obliczanie naprężeń montażowych. Obliczanie naprężeń termicznych. Kolokwium nr 1. Ścinanie. Uogólnione prawo Hooke'a. Analiza płaskiego stanu naprężenia. Wyznaczanie naprężeń za pomocą koła Mohra. Obliczanie momentów bezwładności figur płaskich. Obliczanie prętów osiowo-symetrycznych obciążonych momentami skręcającymi - układy statycznie wyznaczalne. Statycznie niewyznaczalne przypadki skręcania. Obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. Sprężyny śrubowe o małym skoku. Kolokwium nr 2. | 30 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wiadomości wstępne i podstawowe pojęcia. Modele przyjmowane w wytrzymałości materiałów - model materiału, model elementu konstrukcyjnego, model siły. Naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia. Prawo Hooke'a dla jednoosiowego stanu naprężenia. Podstawowe stałe materiałowe w wytrzymałości materiałów. Rozciąganie i ściskanie prętów - podstawowy warunek wytrzymałościowy. Zasada superpozycji i zasada de Saint-Venanta. Karb i spiętrzenie naprężeń. Układy prętowe statycznie niewyznaczalne. Naprężenia montażowe i naprężenia termiczne. Pojęcie stanu naprężenia w punkcie. Tensor stanu naprężenia. Przekrój główny i naprężenia główne. Analiza jednoosiowego i dwuosiowego stanu naprężenia. Koło Mohra. Analiza odkształcenia w trójosiowym stanie naprężenia, uogólnione prawo Hooke'a. Czyste ścinanie. Techniczne przypadki ścinania. Momenty bezwładności figur płaskich. Twierdzenie Steinera. Skręcanie prętów o przekroju kołowym - układy statycznie wyznaczalne i układy statycznie niewyznaczalne. Skręcanie prętów o przekroju niekołowym. Zbiorniki cienkościenne osiowo-symetryczne. | 30 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-A-2 | Praca własna | 20 |
| 50 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Praca własna | 20 |
| 50 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych. |
| M-2 | Ćwiczenia audytoryjne - rozwiązywanie przykładowych zadań na tablicy przy aktywnym uczestnictwie grupy studenckiej. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena na podstawie odpowiedzi w trakcie ćwiczeń audytoryjnych oraz na podstawie przeprowadzonych sprawdzianów i oddanych prac domowych. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena ćwiczeń audytoryjnych na podstawie dwóch pisemnych kolokwiów i pisemnych sprawdzianów. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Ocena wiadomości zdobytych na wykładzie na podstawie pisemnego zaliczenia końcowego. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_1A_C03_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę umożliwiającą prowadzenoie analiz wytrzymałościowych prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na ściskanie, rozciąganie, ścinanie i skręcanie oraz wiedzę umożliwiającą prowadzenie obliczeń wytrzymałościowych zbiornikóww cienkościennych osiowo-symetrycznych. | ENE_1A_W05 | — | — | C-1 | T-A-1 | M-1 | S-3 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_1A_C03_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć przeprowadzić analizy wytrzymałościowe prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie, ściskanie, skręcanie i ścinanie oraz powinien umieć przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. | ENE_1A_U05 | — | — | C-2, C-1 | T-A-1 | M-1, M-2 | S-1, S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ENE_1A_C03_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć świadomość konieczności prowadzenia analiz wytrzymałościowych projektowanych konstrukcji i ich poszczególnych elementów i powinien mieć umiejętność prowadzenia takich analiz w podanym na kursie zakresie. | ENE_1A_K01, ENE_1A_K03, ENE_1A_K07 | — | — | C-2, C-1 | T-W-1, T-A-1 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_1A_C03_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę umożliwiającą prowadzenoie analiz wytrzymałościowych prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na ściskanie, rozciąganie, ścinanie i skręcanie oraz wiedzę umożliwiającą prowadzenie obliczeń wytrzymałościowych zbiornikóww cienkościennych osiowo-symetrycznych. | 2,0 | - Student nie potrafi zdefiniować takich pojęć, jak: naprężenie, odkształcenie, wytrzymałość. - Nie potrafi opisać modelu materiału przyjmowanego w wytrzymałości materiałów. - Nie zna zasady superpozycji. - Nie potrafi zdefiniować warunków wytrzymałościowych dla prętów rozciąganych, ściskanych, skręcanych i ścinanych. - Nie potrafi zdefiniować układu statycznie wyznaczalnego. - Nie potrafi udróżnić układu statycznie wyznaczalnego od układu statycznie niewyznaczalnego. - Nie zna prawa Hooke'a dla osiowego i dla złożonego stanu napręzenia. - Nie zna twierdzenia Steinera dla figur płaskich. - Nie potrafi zdefiniować takich pojęć jak: tensor stanu naprężenia, przekrój główny, naprężenie główne. - Nie zna zasad obliczeń zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. |
| 3,0 | - Student potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: naprężenie, odkształcenie, wytrzymałość. - Potrafi opisać model materiału przyjmowany w wytrzymałości materiałów. - Zna zasadę superpozycji. - Potrafi zdefiniować warunki wytrzymałościowe dla prętów rozciąganych, ściskanych, skręcanych i ścinanych. - Potrafi zdefiniować układ statyczni wyznaczalny. - Potrafi udróżnić układ statycznie wyznaczalny od układu statycznie niewyznaczalnego. - Zna prawo Hooke'a dla osiowego i dla złożonego stanu napręzenia. - Zna twierdzenie Steinera dla figur płaskich. - Potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: tensor stanu naprężenia, przekrój główny, naprężenie główne. - Zna zasady obliczeń zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. | |
| 3,5 | - Student potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: naprężenie, odkształcenie, wytrzymałość. - Potrafi opisać model materiału przyjmowany w wytrzymałości materiałów. - Zna zasadę superpozycji. - Zna zasadę de Saint-Venanta. - Potrafi zdefiniować warunki wytrzymałościowe dla prętów rozciąganych, ściskanych, skręcanych i ścinanych. - Potrafi zdefiniować układ statyczni wyznaczalny. - Potrafi udróżnić układ statycznie wyznaczalny od układu statycznie niewyznaczalnego. - Zna ogólne zasady rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych. - Zna prawo Hooke'a dla osiowego i dla złożonego stanu napręzenia. - Zna twierdzenie Steinera dla figur płaskich. - Potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: tensor stanu naprężenia, przekrój główny, naprężenie główne. - Potrafi omówić tensor stanu naprężenia w naprężeniach głównych. - Potrafi opisać konstrukcję koła Mohra. - Potrafi opisać sposób rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Zna zasady obliczeń zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. | |
| 4,0 | - Student potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: naprężenie, odkształcenie, wytrzymałość. - Potrafi opisać model materiału przyjmowany w wytrzymałości materiałów. - Zna zasadę superpozycji i potrafi podać przykład jej wykorzystania. - Zna zasadę de Saint-Venanta. - Potrafi zdefiniować warunki wytrzymałościowe dla prętów rozciąganych, ściskanych, skręcanych i ścinanych. - Potrafi zdefiniować układ statyczni wyznaczalny. - Potrafi udróżnić układ statycznie wyznaczalny od układu statycznie niewyznaczalnego. - Zna ogólne zasady rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych. - Zna prawo Hooke'a dla osiowego i dla złożonego stanu napręzenia. - Zna twierdzenie Steinera dla figur płaskich. Potrafi opisać takie pojęcia, jak: główne osie bezwładności, główne centralne osie bezwładności, główne momenty bezwładności, główne centralne momenty bezwładności. - Potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: tensor stanu naprężenia, przekrój główny, naprężenie główne. - Potrafi omówić tensor stanu naprężenia w naprężeniach głównych. - Potrafi opisać konstrukcję koła Mohra i na jego podstawie wyznaczyć zależności między naprężeniami głównymi i naprężeniami składowymi dla płaskiego stanu napręzenia. - Potrafi opisać sposób rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Potrafi opisać za pomocą odpowiednich wzorów odkształcenia prętów o przekroju kołowym pracujących na skręcanie. - Zna zasady obliczeń zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. | |
| 4,5 | - Student potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: naprężenie, odkształcenie, wytrzymałość. - Potrafi opisać model materiału przyjmowany w wytrzymałości materiałów. - Zna zasadę superpozycji i potrafi podać przykład jej wykorzystania. - Zna zasadę de Saint-Venanta. - Potrafi zdefiniować warunki wytrzymałościowe dla prętów rozciąganych, ściskanych, skręcanych i ścinanych. - Potrafi zdefiniować układ statyczni wyznaczalny. - Potrafi udróżnić układ statycznie wyznaczalny od układu statycznie niewyznaczalnego. - Zna ogólne zasady rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych. - Potrafi wyjaśnić przyczynu powstawania naprężeń termicznych. - Potrafi wyjaśnić przyczyny powstawania naprężeń montażowych. - Zna prawo Hooke'a dla osiowego i dla złożonego stanu napręzenia. - Zna twierdzenie Steinera dla figur płaskich. - Potrafi zdefiniować takie pojęcia, jak: tensor stanu naprężenia, przekrój główny, naprężenie główne. - Potrafi omówić tensor stanu naprężenia w naprężeniach głównych. - Potrafi opisać konstrukcję koła Mohra i na jego podstawie wyznaczyć zależności między naprężeniami głównymi i naprężeniami składowymi dla płaskiego stanu napręzenia. - Potrafi opisać sposób rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Potrafi opisać za pomocą odpowiednich wzorów odkształcenia prętów o przekroju kołowym pracujących na skręcanie. - Zna zasady obliczeń zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. - Umiejętność wskazywania praktycznych przykładów wykorzystania posiadanych wiadomości z zakresu wytrzymałosci materiałów. | |
| 5,0 | Wymagania takie same jak na ocenę 4,5 plus umiejętność krytcznej analizy prezentowanych wiadomości. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_1A_C03_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć przeprowadzić analizy wytrzymałościowe prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie, ściskanie, skręcanie i ścinanie oraz powinien umieć przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. | 2,0 | - Student nie potrafi wyznaczyć sił wewnętrznych w prętach ściskanych, rozciąganych, skręcanych, ścinanych. - Nie potrafi rozwiązać prostych statycznie wyznaczalnych układów prętowych pracujących na rozciąganie i ściskanie lub skręcanie (naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia). - Nie potrafi przeprowadzić obliczeń wytrzymałościowych zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. |
| 3,0 | - Student potrafi wyznaczyć siły wewnętrzne w prętach ściskanych, rozciąganych, skręcanych, ścinanych. - Potrafi rozwiązać proste statycznie wyznaczalne układy prętowe pracujące na rozciąganie i ściskanie lub skręcanie (naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia). - Ptrafi przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. - Potrafi obliczyć momenty bezwładności figur płaskich. | |
| 3,5 | - Student potrafi wyznaczyć siły wewnętrzne w prętach ściskanych, rozciąganych, skręcanych, ścinanych. - Potrafi rozwiązać proste statycznie wyznaczalne układy prętowe pracujące na rozciąganie i ściskanie lub skręcanie (naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia). - Ptrafi przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. - Potrafi obliczyć momenty bezwładności figur płaskich. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie i ściskanie. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Potrafi przeprowadzić analizę płaskiego stanu napręzenia (koło Mohra). | |
| 4,0 | - Student potrafi wyznaczyć siły wewnętrzne w prętach ściskanych, rozciąganych, skręcanych, ścinanych. - Potrafi rozwiązać proste statycznie wyznaczalne układy prętowe pracujące na rozciąganie i ściskanie lub skręcanie (naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia). - Ptrafi przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. - Potrafi obliczyć momenty bezwładności figur płaskich. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie i ściskanie. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Potrafi przeprowadzić analizę płaskiego stanu napręzenia (koło Mohra). - Potrafi obliczyć naprężenia termiczne w układach prętowych. - Potrafi obliczyć naprężenia montażowe. | |
| 4,5 | - Student potrafi wyznaczyć siły wewnętrzne w prętach ściskanych, rozciąganych, skręcanych, ścinanych. - Potrafi rozwiązać proste statycznie wyznaczalne układy prętowe pracujące na rozciąganie i ściskanie lub skręcanie (naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia). - Ptrafi przeprowadzić obliczenia wytrzymałościowe zbiorników cienkościennych osiowo-symetrycznych. - Potrafi obliczyć momenty bezwładności figur płaskich. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie i ściskanie. - Potrafi napisać równania równowagi i związki geometryczne dla układów prętowych statycznie niewyznaczalnych pracujących na skręcanie. - Potrafi przeprowadzić analizę płaskiego stanu napręzenia (koło Mohra). - Potrafi obliczyć naprężenia termiczne w układach prętowych. - Potrafi obliczyć naprężenia montażowe. - Potrafi zinterpretować uzyskane wyniki i przeprowadzić krytyczną analizę uzyskanego rozwiązania. | |
| 5,0 | kryteria takie jak na ocenę 4,5 plus umiejętność wskazania słabego punktu (słabego ogniwa) analizowanego układu i umiejętność zaproponowania sposobu jego eliminacji. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| ENE_1A_C03_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć świadomość konieczności prowadzenia analiz wytrzymałościowych projektowanych konstrukcji i ich poszczególnych elementów i powinien mieć umiejętność prowadzenia takich analiz w podanym na kursie zakresie. | 2,0 | - Student nie ma świadomości ważności wiedzy z wytrzymałości materiałów w procesie projektowania konstrukcji i ich poszczególnych elementów. |
| 3,0 | - Student ma świadomość ważności wiedzy z wytrzymałości materiałów w procesie projektowania elementów maszyn oraz całych konstrukcji oraz ma świadomość ważności doboru odpowiednich technik i metod badawczych. | |
| 3,5 | - Student spełnia wymagania na ocenę 3.0 oraz wykazuje dbałość o poprawne rozwiązanie zadanych zadań przy wykorzystaniu wiedzy podanej na zajęciach. | |
| 4,0 | - Student spełnia wymagania na ocenę 3.5 oraz wykazuje potrzebę krytycznej oceny uzyskanych wyników. | |
| 4,5 | - Student spełnia wymagania na ocenę 4.0 oraz wykazuje możliwość dojścia do rozwiązania różnymi metodami. | |
| 5,0 | - Student spełnia wymagania na ocenę 4.5 oraz wykazuje potrzebę ciągłego podnoszenia wiedzy z zakresu wytrzymałości materiałów i doskonalenia umiejętności praktycznego jej wykorzystania. |
Literatura podstawowa
- Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość materiałów, WNT, Warszawa, 2011, t. 1 i t. 2
- Banasiak M., Grossman K., Trombski M., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, PWN, Warszawa, 1998
- Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Zadania z wytrzymałości materiałów, WNT, Warszawa, 1997
Literatura dodatkowa
- Jastrzębski P., Mutermilch J., Orłowski W., Wytrzymałość materiałów, Arkady, Warszawa, 1986, Warszawa, t. 1 i t. 2
- Orłoś Z., Doświadczalna analiza odkształceń i naprężeń, WNT, Warszawa, 1977
- Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa, 1996