Wytrzymałość materiałów Semestr – wymiar godzin, punkty

KIERUNEK:
ENERGETYKA
Tytuł przedmiotu:
Wytrzymałość materiałów
Semestr – wymiar godzin, punkty:
IV – WE1, C1, P2; 5 pkt.
V – W1, L1; 2 pkt.
WYKŁADY: Podstawowe twierdzenia o energii sprężystej. Energetyczna metoda
wyznaczania przemieszczeń w układach sprężystych. Metoda Maxwella-Mohra, metoda sił.
Zagadnienia statycznie niewyznaczalne układów sprężystych. Zjawisko utraty stateczności.
Kryteria utraty stateczności. Zagadnienie Eulera. Metody przybliżone wyznaczania obciążeń
krytycznych prętów sprężystych z uwagi na stateczność. Wyboczenie niesprężyste.
Obliczenia wytrzymałościowe prętów z uwagi na stateczność. Wytężenie materiału, kryteria,
wybrane hipotezy. Wytrzymałość złożona. Zginanie ukośne. Zginanie z rozciąganiem lub
ściskaniem. Zginanie ze skręcaniem prętów o przekrojach kołowosymetrycznych. Zginanie
ze ścinaniem – analiza wytrzymałościowa. Cylindry grubościenne w stanie sprężystym:
zagadnienie Lamego, wytężenie, obliczenia wytrzymałościowe. Obliczanie cylindrów
wielowarstwowych, wpływ gradientu temperatury na stan naprężenia. Wirujące tarcze kołowe
w zakresie sprężystym: stan naprężenia i odkształcenia, nośność sprężysta. Płyty
kołowosymetryczne. Równanie zginania płyty, obliczenia wytrzymałościowe. Stateczność
cienkich płyt poddanych ściskaniu. Powłoki osiowosymetryczne. Stan błonowy. Zginanie
cienkich powłok walcowych. Stateczność powłok osiowosymetrycznych. Zbiorniki
ciśnieniowe. Obciążenia mechaniczne i termiczne. Obliczenia wytrzymałościowe.
ĆWICZENIA: Metoda Maxwella-Mohra, metoda sił. Obliczanie przemieszczeń w układach
sprężystych. Zagadnienia statycznie niewyznaczalne układów sprężystych. Metody
wyznaczania obciążeń krytycznych prętów sprężystych narażonych na utratę stateczności.
Obliczenia wytrzymałościowe prętów z uwagi na stateczność. Wytrzymałość złożona prętów i
układów prętowych. Zginanie ukośne. Zginanie z rozciąganiem lub ściskaniem. Zginanie ze
skręcaniem prętów o przekrojach kołowosymetrycznych. Zginanie ze ścinaniem. Obliczenia
wytrzymałościowe cylindrów grubościennych w stanie sprężystym. Obliczanie cylindrów
wielowarstwowych, wpływ gradientu temperatury na stan naprężenia. Wirujące tarcze kołowe
w zakresie sprężystym. Analiza wytrzymałości i stateczności płyt kołowosymetrycznych.
Powłoki osiowosymetryczne w stanie błonowym i giętnym. Stateczność powłok
osiowosymetrycznych. Obliczenia wytrzymałościowe zbiorników ciśnieniowych przy
obciążeniach mechanicznych i termicznych.
PROJEKTY: Obliczanie przemieszczeń w układach sprężystych. Metoda Maxwella-Mohra,
metoda sił. Obliczenia wytrzymałościowe konstrukcji statycznie niewyznaczalnych.
Naprężenia montażowe, naprężenia termiczne. Metody przybliżone wyznaczania obciążeń
krytycznych prętów sprężystych z uwagi na stateczność. Projektowanie wytrzymałościowe
prętów z uwagi na stateczność. Obliczenia wytrzymałościowe prętów i układów prętowych w
złożonym stanie naprężenia. Zginanie ukośne. Zginanie z rozciąganiem lub ściskaniem.
Skręcanie prętów o przekroju dowolnym. Zginanie ze skręcaniem prętów o przekrojach
kołowosymetrycznych. Zginanie ze ścinaniem – analiza wytrzymałościowa. Cylindry
grubościenne i tarcze kołowe w stanie sprężystym: wytężenie, obliczenia wytrzymałościowe,
obliczanie cylindrów wielowarstwowych, wpływ gradientu temperatury na stan naprężenia.
Obliczenia wytrzymałościowe płyt kołowosymetrycznych i powłok osiowosymetrycznych przy
obciążeniach mechanicznych i termicznych.
LABORATORIUM: Statyczna próba rozciągania metali: typy maszyn wytrzymałościowych,
rodzaje próbek, typowe wykresy rozciągania, modele fizyczne ciał stałych, odkształcenia
sprężyste i plastyczne, naprężenia charakteryzujące własności mechaniczne, wielkości
charakteryzujące własności plastyczne, wyznaczenie modułu Younga. Statyczna próba
ściskania metali: pole naprężeń w ściskanej próbce i jego wpływ na charakter odkształceń,
typowe wykresy ściskania, zniszczenie przy ściskaniu. Badanie własności udarowych i
dynamicznych metali: zasada badań udarności i jej uzasadnienie, znaczenie próby udarności
dla oceny kruchości metali oraz kontroli procesów technologicznych, wyznaczenie
współczynnika dynamicznego obciążeń. Zagadnienie naprężeń kontaktowych i pomiary
twardości: definicja twardości, podstawowe metody pomiaru twardości metali - statyczne i
dynamiczne. Badanie własności reologicznych materiałów polimerowych: podstawowe
zjawiska reologiczne: pełzanie i relaksacja, modele mechaniczne ciał lepko-sprężystych,
wyznaczenie krzywych pełzania dla różnych poziomów naprężeń i dobór parametrów dla
modelu fizycznego. Doświadczalna weryfikacja teorii zginania prętów prostych: zginanie
proste – wyznaczenie linii ugięcia, doświadczalne określenie reakcji hiperstatycznej, zginanie
ukośne – doświadczalne wyznaczenie odkształceń belki. Zastosowanie metody tensometrii
elektrooporowej do pomiaru odkształceń w konstrukcjach: zasada pomiaru odkształceń i
budowa układu pomiarowego, rodzaje tensometrów, pomiary w jednoosiowym i płaskim
stanie naprężenia wraz z weryfikacją z wynikami obliczeń wytrzymałości materiałów,
zastosowanie metody w pomiarach dynamicznych. Badanie wytrzymałości zmęczeniowej
metali: zjawisko zmęczenia materiałów, metody badań trwałej i ograniczonej wytrzymałości
zmęczeniowej, wyznaczenie trwałej wytrzymałości zmęczeniowej metodą Lehra.
Osoba odpowiedzialna za przedmiot:
Dr hab. inż. Bogdan Bochenek, prof.PK
Jednostka organizacyjna:
Instytut Mechaniki Stosowanej (M-1)