Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Nanotechnologia (S1)

Sylabus przedmiotu Mechanika i wytrzymałość materiałów:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Nanotechnologia
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauki techniczne, studia inżynierskie
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Mechanika i wytrzymałość materiałów
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Instytut Technologii Chemicznej Nieorganicznej i Inżynierii Środowiska
Nauczyciel odpowiedzialny Marek Gryta <Marek.Gryta@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 6,0 ECTS (formy) 6,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 15 1,00,44zaliczenie
laboratoriaL2 30 2,00,26zaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA2 30 3,00,30zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1matematyka, podstawy rachunku różniczkowego i całek

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1zaznajomienie z pojęciem wytrzymałości materiałów
C-2poznanie czynników wpływających na wytrzymałość materiałów
C-3wprowadzenie metod obliczeń wytrzymałościowych

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Ćwiczenia rachunkowe. Zakres tematyczny:Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych30
30
laboratoria
T-L-1Sposoby przygotowania próbek do badań właściwości mechanicznych 2h Badanie wytrzymałości na rozciąganie różnych materiałówkonstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty). Wyznaczenie Rm, modułu sprężystości, granicy plastyczności, odkształcenia. 4h Badanie wytrzymałości na zginanie różnych materiałów konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty). Wyznaczenie Rg, modułu sprężystości, strzałki ugięcia i granicy plastyczności 4h Badania wytrzymałości na ściskanie konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty) 2h Badanie udarności różnych materiałów konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty) 2h Oznaczanie zależności właściwości materiałów od warunków badania – temperatury i prędkości obciążania 4h Badania zmęczeniowe materiałów konstrukcyjnych 2h Oznaczanie odkształcenia materiału z wykorzystaniem ekstensometrów mechanicznych i wideo. 2h Oznaczanie współczynnika Poisson’a 4 Badanie odporności spoin klejowych na naprężenia ścinające 2h Zaliczenie 2h30
30
wykłady
T-W-1Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych15
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1uczestnictwo w zajęciach30
A-A-2praca z literaturą30
A-A-3konsultacje20
A-A-4zaliczenia10
90
laboratoria
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do lab., czytanie instrukcji10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań10
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia10
60
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Zapoznanie się z literaturą10
A-W-3konsultacje3
A-W-4zaliczenia2
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład
M-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Laboratorium

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: kolokwium z wiadomości teoretycznych
S-2Ocena formująca: Kolokwium - umiejętności praktyczne
S-3Ocena formująca: Sprawdziany z wiadomości teoretycznych + sprawozdania

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
Nano_1A_C02_W01
Ma podstawową wiedzę z materiałoznawstwa, potrafi dobierać materiały konstrukcyjne oraz prowadzić proste obliczenia wytrzymałościowe
Nano_1A_W01C-3, C-2, C-1T-W-1M-1, M-2, M-3S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
Nano_1A_C02_U01
potrafi ocenić funkcjonalność, odporność mechaniczną i chemiczną, istniejących rozwiązań technicznych w danej technologii
Nano_1A_U01C-3, C-2, C-1T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
Nano_1A_C02_K01
Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kwalifikacji, poprawnie adaptuje wiedzę
Nano_1A_K01C-2T-W-1M-1, M-2, M-3S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
Nano_1A_C02_W01
Ma podstawową wiedzę z materiałoznawstwa, potrafi dobierać materiały konstrukcyjne oraz prowadzić proste obliczenia wytrzymałościowe
2,0nie rozróznia właściwości materiałów konstrukcyjnych, nie pootrafi prowadzić obliczeń wytrzymałościowych
3,0zna podstawowe własciwości materiałów konstukcyjnych, potrafi rozwiązać proste zadania
3,5zna podstawowe własciwości materiałów konstukcyjnych, potrafi rozwiązać dobrze proste zadania
4,0zna własciwości materiałów konstrukcyjnych, rozumie jakie ich cechy wpływają na wytrzymałość oraz potrafi obliczyć wytrzymałość danego elementu konstrukcyjnego
4,5Dobrze dobiera materiały i potrafi prowadzić obliczenia konstrukcyjne
5,0Bardzo dobrze dobiera materiały i potrafi prowadzić obliczenia konstrukcyjne

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
Nano_1A_C02_U01
potrafi ocenić funkcjonalność, odporność mechaniczną i chemiczną, istniejących rozwiązań technicznych w danej technologii
2,0nie potrafi ocenić, nie rozróżnia rozwiążań technicznych stosowanych w technologii chemicznej
3,0ma ogólne pojęcie o właściwościach rozwiązań technicznych stosowanych w technologii chemicznej
3,5ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
4,0dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
4,5bardzo dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
5,0bardzo dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej. Porafi wskazać słabe punkty i proponuje rozwiązania ulepszające.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
Nano_1A_C02_K01
Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kwalifikacji, poprawnie adaptuje wiedzę
2,0
3,0Ma podstawy wiedzy teoretycznej i wykazuje umiejętność praktycznego jej zastosowania.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Zdzisław Dyląg, A, Jakubowicz, Z. Orłoś, Wytrzymałość materiałów, T1, WNT, Warszawa, 1996
  2. Zdzisław Kowalewski, Podstawy wytrzymałości materiałów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000
  3. Jerzy Zielnica, Wytrzymałość materiałów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1996

Literatura dodatkowa

  1. J. Pikoń, Podstawy konstrukcji aparatury chemicznej, PWN, Warszawa, 1979
  2. T. Hobler, Ruch ciepła i wymienniki, WNT, Warszawa, 1986

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Ćwiczenia rachunkowe. Zakres tematyczny:Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych30
30

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Sposoby przygotowania próbek do badań właściwości mechanicznych 2h Badanie wytrzymałości na rozciąganie różnych materiałówkonstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty). Wyznaczenie Rm, modułu sprężystości, granicy plastyczności, odkształcenia. 4h Badanie wytrzymałości na zginanie różnych materiałów konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty). Wyznaczenie Rg, modułu sprężystości, strzałki ugięcia i granicy plastyczności 4h Badania wytrzymałości na ściskanie konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty) 2h Badanie udarności różnych materiałów konstrukcyjnych (metale, tworzywa sztuczne, kompozyty) 2h Oznaczanie zależności właściwości materiałów od warunków badania – temperatury i prędkości obciążania 4h Badania zmęczeniowe materiałów konstrukcyjnych 2h Oznaczanie odkształcenia materiału z wykorzystaniem ekstensometrów mechanicznych i wideo. 2h Oznaczanie współczynnika Poisson’a 4 Badanie odporności spoin klejowych na naprężenia ścinające 2h Zaliczenie 2h30
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych15
15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1uczestnictwo w zajęciach30
A-A-2praca z literaturą30
A-A-3konsultacje20
A-A-4zaliczenia10
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1uczestnictwo w zajęciach30
A-L-2Przygotowanie do lab., czytanie instrukcji10
A-L-3Przygotowanie sprawozdań10
A-L-4Przygotowanie do zaliczenia10
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach15
A-W-2Zapoznanie się z literaturą10
A-W-3konsultacje3
A-W-4zaliczenia2
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaNano_1A_C02_W01Ma podstawową wiedzę z materiałoznawstwa, potrafi dobierać materiały konstrukcyjne oraz prowadzić proste obliczenia wytrzymałościowe
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówNano_1A_W01ma wiedzę w zakresie matematyki obejmującą zagadnienia analizy matematycznej, algebry oraz elementy matematyki stosowanej, niezbędne do rozumienia i ilościowego opisu zjawisk i procesów nanotechnologicznych i chemicznych oraz modelowaniu zjawisk i procesów technicznych
Cel przedmiotuC-3wprowadzenie metod obliczeń wytrzymałościowych
C-2poznanie czynników wpływających na wytrzymałość materiałów
C-1zaznajomienie z pojęciem wytrzymałości materiałów
Treści programoweT-W-1Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych
Metody nauczaniaM-1wykład
M-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Laboratorium
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: kolokwium z wiadomości teoretycznych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie rozróznia właściwości materiałów konstrukcyjnych, nie pootrafi prowadzić obliczeń wytrzymałościowych
3,0zna podstawowe własciwości materiałów konstukcyjnych, potrafi rozwiązać proste zadania
3,5zna podstawowe własciwości materiałów konstukcyjnych, potrafi rozwiązać dobrze proste zadania
4,0zna własciwości materiałów konstrukcyjnych, rozumie jakie ich cechy wpływają na wytrzymałość oraz potrafi obliczyć wytrzymałość danego elementu konstrukcyjnego
4,5Dobrze dobiera materiały i potrafi prowadzić obliczenia konstrukcyjne
5,0Bardzo dobrze dobiera materiały i potrafi prowadzić obliczenia konstrukcyjne
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaNano_1A_C02_U01potrafi ocenić funkcjonalność, odporność mechaniczną i chemiczną, istniejących rozwiązań technicznych w danej technologii
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówNano_1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie nanotechnologii, nanomateriałów, fizyki, chemii, inżynierii materiałowej i nauk pokrewnych; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
Cel przedmiotuC-3wprowadzenie metod obliczeń wytrzymałościowych
C-2poznanie czynników wpływających na wytrzymałość materiałów
C-1zaznajomienie z pojęciem wytrzymałości materiałów
Treści programoweT-W-1Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych
Metody nauczaniaM-1wykład
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: kolokwium z wiadomości teoretycznych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie potrafi ocenić, nie rozróżnia rozwiążań technicznych stosowanych w technologii chemicznej
3,0ma ogólne pojęcie o właściwościach rozwiązań technicznych stosowanych w technologii chemicznej
3,5ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
4,0dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
4,5bardzo dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej
5,0bardzo dobrze ocenia i rozróżnia rozwiązania techniczne stosowane w technologii chemicznej. Porafi wskazać słabe punkty i proponuje rozwiązania ulepszające.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaNano_1A_C02_K01Rozumie potrzebę podnoszenia swoich kwalifikacji, poprawnie adaptuje wiedzę
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówNano_1A_K01rozumie potrzebę podnoszenia swoich kwalifikacji, rozumie konieczność nieustannej adaptacji swojej wiedzy i umiejętności do zmian zachodzących w technice i nanotechnologii, potrafi organizować proces zdobywania wiedzy przez inne osoby oraz zachęcać je do pracy samodzielnej
Cel przedmiotuC-2poznanie czynników wpływających na wytrzymałość materiałów
Treści programoweT-W-1Rodzaje sił i obciążeń. Siły wewnętrzne. Wpływ budowy wewnętrznej materiałów na wytrzymałość. Sieci krystaliczne. Odkształcenia plastyczne i trwałe. Podział elementów i konstrukcji ze względu na kształt. Sposoby obciążenia elementów. Prawo Hooke’a – moduł Younga, sztywność, wydłużenia, liczba Poissona. Naprężenia normalne i ścinające. Rozkład naprężeń w przekrojach - zasada de Saint-Venanta. Tensometria - wykres rozciągania. Wartości graniczne. Współczynniki bezpieczeństwa. Spiętrzanie naprężeń. Wpływ ciężaru własnego. Układ statycznie wyznaczalny i niewyznaczalny. Naprężenia cieplne. Naprężenia montażowe. Naprężenia w ściance zbiornika -obliczanie grubości ścianki zbiornika. Ścinanie, moduł ścinania. Skręcanie, moment skręcający. Obliczanie wałów w mieszalnikach. Wytrzymałość aparatów ciśnieniowych
Metody nauczaniaM-1wykład
M-2Ćwiczenia audytoryjne
M-3Laboratorium
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Kolokwium - umiejętności praktyczne
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma podstawy wiedzy teoretycznej i wykazuje umiejętność praktycznego jej zastosowania.
3,5
4,0
4,5
5,0