Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Technologie materiałowe i spawalnicze (S1)
specjalność: Projektowanie materiałowe
Sylabus przedmiotu Wytrzymałość materiałów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Technologie materiałowe i spawalnicze | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Wytrzymałość materiałów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Mechaniki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Magdalena Urbaniak <Magdalena.Urbaniak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Wiedza i umiejętności z matematyki (w tym podstawy rachunku różniczkowego i całkowego) |
| W-2 | Wiedza i umiejętności z fizyki |
| W-3 | Zaliczony kurs Matematyka I, w szczególności wymagana jest znajomość rachunku różniczkowego i całkowego |
| W-4 | Zaliczony kurs Mechanika, w szczególności wymagana jest znajomość 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, skręcanie i zginanie. |
| C-3 | Praktyczne zapoznanie studentów z obowiązującymi normami przygotowania próbek i wykonania podstawowych prób wytrzymałościowych oraz zaznajomienie z urządzeniami stosowanymi do ich przeprowadzenia. Ukształtowanie umiejętności analizy uzyskanych wyników badań doświadczalnych. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Wyznaczanie sił w przekrojach prętów rozciąganych i ściskanych. Obliczenia wytrzymałościowe prętów rozciąganych i ściskanych - dobór przekroju, wyznaczanie naprężeń, odkształceń i przemieszczeń. Rozwiązywanie układów prętowych statycznie niewyznaczalnych. Obliczanie naprężeń termicznych. Obliczanie naprężeń montażowych. Ścinanie. Obliczanie momentów bezwładności figur płaskich. Obliczanie prętów poddanych skręcaniu - układy statycznie wyznaczalne i układy statycznie niewyznaczalne. Zginaie belek - wykresy sił tnących i momentów gnących. Obliczenia wytrzymałościowe belek. Wyznaczanie ugięcia i kąta obrotu przekroju belki. Wyboczenie prętów. Zaliczenie. | 15 |
| 15 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Zapoznanie studentów z laboratorium wytrzymałości materiałów. Zapoznanie z podstawowymi zasadami BHP obowiązującymi na ćwiczeniach laboratoryjnych. Próba statyczna rozciągania metali i tworzyw polimerowych. Próba statyczna ściskania metali i tworzyw polimerowych. Próby udarności. Próba ścinania. Pomiary twardości. Wyboczenie. Wyznaczanie modułu Younga, umownej granicy proporcjonalności i umownej granicy plastyczności. Pomiary naprężeń przy pomocy tensometrów oporowych. Badanie metali na zmęczenie. Badania układów liniowo-sprężystych - sprawdzenie twierdzenia Maxwella. Wyznaczanie reakcji belki statycznie niewyznaczalnej. Zaliczenie | 15 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Podstawowe pojęcia z wytrzymałości materiałów. Naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia. Modele (materiału, elementu konstrukcyjnego) przyjmowane w wytrzymałości materiałów. Zasada superpozycji. Zasada de Saint-Venanta. Prawo Hooke'a dla jednoosiowego stanu naprężenia. Podstawowe stałe materiałowe w wytrzymałości materiałów. Rozciąganie i ściskanie prętów - układy prętowe statycznie wyznaczalne i układy prętowe statycznie niewyznaczalne. Naprężnia termiczne i naprężenia montażowe. 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. Skręcanie prętów o przekroju kołowym - układy statycznie wyznaczalnego i układy statycznie niewyznaczalne. Zginanie. Wykresy sił tnących i momentów gnących. Naprężenia normalne przy zginaniu prostym. Wyboczenie sprężyste i niesprężyste. Ugięcie belek. Równanie różniczkowe osi ugiętej. Wytężenie materiału. Naprężenie zredukowane. Ważniejsze hipotezy wytrzymałościowe. Wytrzymałość złożona. | 30 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestniczenie w zajęciach | 15 |
| A-A-2 | Praca własna | 8 |
| A-A-3 | konsultacje | 2 |
| 25 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-L-2 | Praca własna | 8 |
| A-L-3 | konsultacje | 2 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestniczenie w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Praca własna | 41 |
| A-W-3 | egzamin | 2 |
| A-W-4 | konsultacje | 2 |
| 75 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny z wykorzystaniem środków audiowizualnych. |
| M-2 | Ćwiczenia audytoryjne - praktyczne rozwiązywanie przykładowych zadań na tablicy przy aktywnym uczestnictwie grupy studenckiej. |
| M-3 | Ćwiczenia laboratoryjne: - omówienie i pokaz podstawowych prób wytrzymałościowych przez prowadzacego zajęcia, - inne ćwiczenia laboratoryjne studenci wykonują samodzielnie pod nadzorem prowadzącego. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena na podstawie odpowiedzi w trakcie trwania ćwiczeń audytoryjnych oraz na podstawie przeprowadzonego sprawdzianu i oddanych prac domowych. |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń audytoryjnych na podstawie wyniku przeprowadzonego kolokwium. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Egzamin - dwuczęściowy składający się z części pisemnej i odpowiedzi ustnej. Warunkiem przystapienia do egzaminu jest uzyskanie zaliczenia z ćwiczeń audytoryjnych. |
| S-4 | Ocena formująca: Ocena na podstawie odpowiedzi w trakcie trwania ćwiczeń laboratoryjnych oraz na podstawie oddanych sprawozdań. |
| S-5 | Ocena podsumowująca: Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych na podstawie wyników dwóch przeprowadzonych kolokwiów i oddanych wszystkich sprawozdań. |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TMS_1A_B06_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę umożliwiającą prowadzenie analiz wytrzymałościowych prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie, ściskanie, skręcanie i zginanie. Posiadać wiedzę stanowiącą podstawę prowadzenia analiz wytrzymałościowych w przypadku obciążeń złożonych. W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę na temat podstaw doświadczalnej analizy odkształceń i naprężeń. Powinien umieć opisać podstawowe próby wytrzymałościowe i zdefiniować cel ich przeprowadzania. | TMS_1A_W04 | — | — | C-1, C-2, C-3 | T-W-1 | M-1, M-2, M-3 | 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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TMS_1A_B06_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć przeprowadzić analizy wytrzymałościowe prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie lub ściskanie, ścinanie. Powinien umieć przeprowadzić analizę wytrzymałościową prętów skręcanych i belek zginanych. Powinien umieć przeprowadzić analizę wyboczenia prętów, ugięcia belek. | TMS_1A_U08 | — | — | C-2 | T-A-1 | M-2 | S-3, S-1, S-2 |
| TMS_1A_B08_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien: - potrafić wskazać normatywy doboru i przygotowania próbek do podstawowych prób wytrzymałościowych, - wykonać postawowe próby wytrzymałościowe pod nadzorem nauczyciela, - zinterpretować otrzymane wyniki prób wytrzymałościowych, - wyciągnąć wnioski z prób wytrzymałościowych materiałów konstrukcyjnych. | TMS_1A_U06 | — | — | C-3 | T-L-1 | M-3 | S-5, S-4 |
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 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TMS_1A_B06_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: - świadomość ważności wiedzy z zakresu wytrzymałości materiałów dla procesu projektowania elementów maszyn i konstrukcji, - świadomość w wyborze odpowiednich metod rozwiązywania zadań z wytrzymałości materiałów, - dbałość o poprawność wykonywanych działań, - zdolność do oceny otrzymywanych wyników, - otwartość na współpracę niezbędną przy większych projektach, - zorientowanie na ciągłe poszerzanie własnej wiedzy i umiejętności. | TMS_1A_K01 | — | — | C-2, C-3 | T-A-1, T-W-1, T-L-1 | M-1, M-2, M-3 | S-3, S-1, S-4 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TMS_1A_B06_W01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę umożliwiającą prowadzenie analiz wytrzymałościowych prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie, ściskanie, skręcanie i zginanie. Posiadać wiedzę stanowiącą podstawę prowadzenia analiz wytrzymałościowych w przypadku obciążeń złożonych. W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien mieć wiedzę na temat podstaw doświadczalnej analizy odkształceń i naprężeń. Powinien umieć opisać podstawowe próby wytrzymałościowe i zdefiniować cel ich przeprowadzania. | 2,0 | Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu przedmiotu. |
| 3,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu wytrzymałości materiałów. Czasem jednak nie potrafi jej wykorzystać. | |
| 3,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu wytrzymałości. Zna obszary jej stosowania. Potrafi samodzielnie wskazać obszary wiedzy obejmujące zadany problem i wybrać sposób jego rozwiązania. | |
| 4,5 | Student opanował wiedzę w stopniu pośrednim między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student opanował podstawową wiedzę z zakresu wytrzymałości materiałów. Zna obszary jej stosowania. Potrafi samodzielnie wskazać obszary wiedzy obejmujące zadany problem i wybrać sposób jego rozwiązania. Potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do wyboru najbardziej efektywnej metody rozwiązania zadanych problemów oraz umie uzasadnić ten wybór. Wykazuje zainteresowanie przedmiotem wykraczające poza przedstawioną tematykę. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TMS_1A_B06_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć przeprowadzić analizy wytrzymałościowe prostych układów prętowych statycznie wyznaczalnych i statycznie niewyznaczalnych pracujących na rozciąganie lub ściskanie, ścinanie. Powinien umieć przeprowadzić analizę wytrzymałościową prętów skręcanych i belek zginanych. Powinien umieć przeprowadzić analizę wyboczenia prętów, ugięcia belek. | 2,0 | Student nie potrafi samodzielnie rozwiązywać zadań z wytrzymałości materiałów. |
| 3,0 | Student potrafi poprawnie rozwiązywać proste zadania. Popełnia drobne pomyłki i błędy. | |
| 3,5 | Student wykazuje umiejętności pośrednie między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Zadania rozwiązuje poprawnie. Nie popełnia błędów, a tylko nieliczne pomyłki w obliczeniach. | |
| 4,5 | Student wykazuje umiejętności pośrednie między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student ma umiejętności kojarzenia i analizy nabytej wiedzy. Potrafi poprawnie, a nawet nieszablonowo rozwiązywać zadania. Nie popełnia pomyłek w obliczeniach. Umie przeprowadzić analizę otrzymanych wyników. | |
| TMS_1A_B08_U01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien: - potrafić wskazać normatywy doboru i przygotowania próbek do podstawowych prób wytrzymałościowych, - wykonać postawowe próby wytrzymałościowe pod nadzorem nauczyciela, - zinterpretować otrzymane wyniki prób wytrzymałościowych, - wyciągnąć wnioski z prób wytrzymałościowych materiałów konstrukcyjnych. | 2,0 | Student nie zapoznał się z instrukcją dotyczącą przeprowadzanych ćwiczeń laboratoryjnych. |
| 3,0 | Student potrafi zdefiniować wskaźniki wytrzymałościowe i inne wielkości wyznaczane podczas ćwiczeń laboratoryjnych. Zna zasady pomiarów, sposób przygotowania próbek oraz warunki i metodę przeprowadzania badań/prób wytrzymałościowych. | |
| 3,5 | Student wykazuje umiejętności pośrednie między oceną 3,0 i 4,0. | |
| 4,0 | Student potrafi zdefiniować wskaźniki wytrzymałościowe i inne wielkości wyznaczane podczas ćwiczeń laboratoryjnych. Zna zasady pomiarów, sposób przygotowania próbek oraz warunki i metodę przeprowadzania badań/prób wytrzymałościowych. Potrafi poprawnie opracować i zinterpretować uzyskane wyniki badań/prób wytrzymałościowych. | |
| 4,5 | Student wykazuje umiejętności pośrednie między oceną 4,0 i 5,0. | |
| 5,0 | Student potrafi zdefiniować wskaźniki wytrzymałościowe i inne wielkości wyznaczane podczas ćwiczeń laboratoryjnych. Zna zasady pomiarów, sposób przygotowania próbek oraz warunki i metodę przeprowadzania badań/prób wytrzymałościowych. Potrafi poprawnie opracować i zinterpretować uzyskane wyniki badań/prób wytrzymałościowych. Umie krytycznie ocenić przydatność przeprowadzonych badań/prób wytrzymałościowych dla układów rzeczywistych. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| TMS_1A_B06_K01 W wyniku przeprowadzonych zajęć student nabędzie następujące postawy: - świadomość ważności wiedzy z zakresu wytrzymałości materiałów dla procesu projektowania elementów maszyn i konstrukcji, - świadomość w wyborze odpowiednich metod rozwiązywania zadań z wytrzymałości materiałów, - dbałość o poprawność wykonywanych działań, - zdolność do oceny otrzymywanych wyników, - otwartość na współpracę niezbędną przy większych projektach, - zorientowanie na ciągłe poszerzanie własnej wiedzy i umiejętności. | 2,0 | Student nie ma świadomości ważności wiedzy z zakresu mechaniki w procesie projektowania elementów maszyn, nie ma dbałości o poprawność wykonywanych działań. |
| 3,0 | Student świadomy jest znaczenia wiedzy z zakresu mechaniki w procesie projektowania elementów maszyn oraz ważności doboru odpowiednich metod rozwiązywania zadań. | |
| 3,5 | Student spełnia wymagania na ocenę 3,0 oraz wykazuje samodzielność i dbałość o poprawne wykonywanie zadanych prac. | |
| 4,0 | Student spełnia wymagania na ocenę 3,5 i wykazuje zdolność do oceny uzyskanych wyników. | |
| 4,5 | Student spełnia wymagania na ocenę 4,0 i wykazuje otwartość na współpracę w zespole. | |
| 5,0 | Student spełnia wymagania na ocenę 4,5 i świadomy jest konieczności ciągłego podnoszenia własnej wiedzy i rozwijania umiejętności. Potrafi organizować i mobilizować innych studentów do nauki i pracy w zespole. |
Literatura podstawowa
- Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość materiałów, tom 1 i 2, WNT, Warszawa, 2013, (i wydania późniejsze)
- Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Wytrzymałość materiałów, PWN, Warszawa, 2016, (i wydania późniejsze)
- Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Zadania z wytrzymałości materiałów, WNT, Warszawa, 2017, (i wydania późniejsze)
- PKN, Polskie Normy, (aktualnie obowiązujące dla danej próby)
Literatura dodatkowa
- Jastrzębski P., Mutermilch J., Orłowski W., Wytrzymałość materiałów, tom 1 i 2, Arkady, Warszawa, 1986, (i wydania późniejsze)
- Banasiak M., Grossman K., Trombski M., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, PWN, Warszawa, 1998, (i wydania późniejsze)
- Niezgodziński M. E., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa, 2022, (i wydania późniejsze)