Techniki i metody badań materiałów

"Z A T W I E R D Z A M”
………………………………………………
Prof. dr hab. inż. Radosław TRĘBIŃSKI
Dziekan Wydziału Mechatroniki i Lotnictwa
Warszawa, dnia ..........................
SYLABUS PRZEDMIOTU
NAZWA PRZEDMIOTU: TECHNIKI
I METODY BADANIA MATERIAŁÓW
Techniques and methods of material investigation
Kod przedmiotu: ....WMLAWCSM-TiMBM .......... WMLAWCNM-TiMBM...........................................................
Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO):
Wydział Mechatroniki i Lotnictwa
(prowadząca kierunek studiów)
Kierunek studiów:
Mechatronika
Specjalność:
Techniki komputerowe w mechatronice
Poziom studiów:
studia drugiego stopnia
Forma studiów:
studia stacjonarne/niestacjonarne
Język prowadzenia: polski
Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego
2012/2013
1. REALIZACJA PRZEDMIOTU
Osoby prowadzące zajęcia (koordynatorzy): prof. dr hab. inż. Radosław TRĘBIŃSKI
prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS, dr inż. Andrzej DĘBSKI, ppłk dr inż. Jacek JANISZEWSKI
PJO/instytut/katedra/zakład (w której zatrudniona jest osoba prowadząca zajęcia lub „spoza WAT”)
Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Instytut Techniki Uzbrojenia, Instytut Techniki Lotniczej
2. ROZLICZENIE GODZINOWE
Studia stacjonarne
forma zajęć, liczba godzin/rygor
(x egzamin, + zaliczenie na ocenę,
z zaliczenie)
semestr
punkty
ECTS
razem
wykłady
ćwiczenia
laboratoria
II
90
58
8
24
6
razem
90
58/x
8/z
24/+
6
projekt
seminarium
Studia niestacjonarne
forma zajęć, liczba godzin/rygor
(x egzamin, + zaliczenie na ocenę,
z zaliczenie)
semestr
punkty
ECTS
razem
wykłady
ćwiczenia
laboratoria
II
54
30
4
20
6
razem
54
30/x
4/z
20/+
6
projekt
seminarium
3. PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI

Projektowanie i badanie maszyn i mechanizmów – student posiada podstawową wiedzę w
zakresie właściwości mechanicznych, fizycznych i technologicznych materiałów konstrukcyj-
nych oraz metod pomiarowych stosowanych w badaniach doświadczalnych konstrukcji maszyn i mechanizmów.
4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA
W1
W2
U1
odniesienie do
efektów kształcenia dla kierunku
Efekty kształcenia
Symbol
Student, który zaliczył przedmiot,
Zna pojęcia stosowane w teorii eksperymentu, rodzaje planów pomiarowych, miary położenia i rozproszenia wyników oraz statystycznej
analizy wyników pomiarów
zna techniki badawcze i metody pomiarowe stosowane w badaniu
fizyko-mechanicznych właściwości materiałów w różnych warunkach
obciążenia oraz zna charakter zachowania się grup materiałów pod
wpływem zewnętrznego obciążenia.
potrafi zaprojektować i przeprowadzić eksperyment oraz poprawnie
opracować wyniki i oszacować błędy
K_W09
K_W09
K_U10, K_U16
U2
potrafi dokonać wyboru metody badawczej w celu wyznaczenia pożądanych parametrów określających właściwości fizyko-mechaniczne
materiałów inżynierskich oraz potrafi scharakteryzować cechy badanych materiałów na podstawie wyników badań eksperymentalnych.
K_U16, K_U17
U3
umie korzystać z literatury i instrukcji przyrządów pomiarowych napisanych w języku polskim i angielskim
K_U01
5. METODY DYDAKTYCZNE
wykład, wykład problemowy, wykład konwersatoryjny;
ćwiczenia rachunkowe;
ćwiczenia laboratoryjne.



6. TREŚCI PROGRAMOWE
liczba godzin
lp
temat/tematyka zajęć
wykł.
1
2
3
ćwicz lab.
.
4
1.
Wprowadzenie do teorii eksperymentu
2.
Plan doświadczenia
3.
Miary położenia i rozproszenia wyników doświadczenia
4.
Aproksymacja funkcji obiektu
2 (1*)
2
5.
Weryfikacja istotności
2 (1*)
2**
6.
Metody doświadczalnej optymalizacji
2 (1*)
2**
7.
Podstawowe wiadomości o wymianie ciepła
4 (2*)
8.
Elementy termodynamiki ciała stałego
4 (2*)
9.
Fenomenologia właściwości termofizycznych
4 (2*)
5
2
3 (1*)
2
1
10.
Przegląd metod i technik pomiaru temperatury
4
4
11.
Badania właściwości termofizycznych
4
6
12.
Podstawy badania struktur materiałów. Obserwacje struktur w świetle widzialnym. Obserwacje w mikroskopii elektronowej transmisyjnej i skaningowej.
4 (2*)
4
Komputerowa analiza obrazu metalograficznego.
2 (1*)
13.
proj
.
semin.
6
7
14.
Mikroanaliza rentgenowska. Metody oznaczania składu
chemicznego. Metody łukowe i spektrometryczne.
2 (1*)
2
15.
Nowoczesne metody badań właściwości mechanicznych
materiałów w warunkach quasi-statycznego odkształcenia.
2
2
16.
Jednowymiarowe fale mechaniczne w ciałach stałych
17.
Teoria dzielonego pręta Hopkinsona i testu Taylora
18.
Metody badań właściwości dynamicznych materiałów.
19.
Specjalizowane systemy pomiarowe stosowane w badaniach dynamicznych.
2
20.
Dynamiczne właściwości mechaniczne ciał stałych
4
4 (2*)
2
6
4 (2*)
Razem w semestrze II 58 (30*)
8
24
TEMATY ĆWICZEŃ AUDYTORYJNYCH
SEMESTR II
1.
Opracowywanie planu doświadczenia
2
2.
Aproksymacja funkcji obiektu badań
2
3.
Weryfikacja istotności współczynników funkcji obiektu
2
4.
Metody doświadczalnej optymalizacji
2
Ogółem w semestrze II
8
TEMATY ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
1.
Metody pomiaru temperatury. Wzorcowanie termometrów
2
2.
Pomiar przewodności cieplnej ciał stałych
2
3.
Pomiar ciepła właściwego ciał stałych
2
4.
Pomiar dyfuzyjności cieplnej ciał stałych
2
5.
Pomiar rozszerzalności cieplnej
2
6.
Mikroskopia optyczna
2
7.
Mikroskopia elektronowa i mikroanaliza rentgenowska
2
8.
Wyznaczenie dynamicznej krzywej umocnienia za pomocą
dzielonego pręta Hopkinsona
3
9.
Badanie ciągliwości dynamicznej materiałów za pomocą
elektromagnetycznego testu pierścieniowego
3
10. Wyznaczenie dynamicznej granicy plastyczności za pomocą uderzeniowego testy Taylora
4***
Ogółem w semestrze II
24
* - zagadnienia realizowane dla studentów studiów niestacjonarnych
** - ćwiczenia audytoryjne realizowane przez studentów studiów niestacjonarnych w formie zadania pisemnego
na podstawie danych podanych przez prowadzącego
*** - ćwiczenia laboratoryjne nierealizowane dla studentów studiów niestacjonarnych
7. LITERATURA
podstawowa:

T. Grzegorczyk, J. Janiszewski, R. Trębiński – Metrologia i teoria eksperymentu cz. II, WAT
2004.

J. Terpiłowski, A. J. Panas, S. Wiśniewski, M. Preiskorn, P. Koniorczyk, J. Zmywaczyk, A. Woźniak, S. Szodrowski: Termodynamika. Pomiary cieplne. WAT, Warszawa,1994.

T. R. Fodemski (red.): Pomiary cieplne – cz. 1. Podstawowe pomiary cieplne. WNT, Warszawa,
2001

E. Tyrkiel: Termodynamiczne podstawy materiałoznawstwa, PWN, Warszawa, 1997.

S. Wiśniewski: Wymiana ciepła. PWN, Warszawa 1980 (S. Wiśniewski, T. Wiśniewski: Wymiana
ciepła, WNT, Warszawa, 2000).

L. Michalski, K. Eckersdorf, J. Kucharski: Termometria. Przyrządy i pomiary. Wyd. Pol. Łódzkiej,
Łódź, 1998

M. Kaczorowski, A. Krzyńska, Konstrukcyjne materiały metalowe, ceramiczne i kompozytowe,
Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.

L. Dobrzański, R. Nowosielski; Badania właściwości fizycznych – metody badań metali i stopów,
Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1987.

M.A. Meyers: Dynamic behaviour of materials. Johns Wiley and Sons, INC, New York- Chichester-Brisbane-Toronto-Singapoure, 1994.

J. Janiszewski, Badania materiałów inżynierskich w warunkach obciążenia dynamicznego, Wydawnictwo WAT, Warszawa 2012.
uzupełniająca:

GT. GRAY III; ASM Handbook: Mechanical Testing and Evaluation, vol. 8. In: Kuhn H, Medlin D,
editors.. Materials Park, OH: ASM International; (2000), p. 9391270.

A. Szummer, K. Sikorski, Ł. Kaczyński, J. Paduch, K. Stróż; Podstawy ilościowej mikroanalizy
rentgenowskiej, Wydawnictwo NT Warszawa 1994.

K. D. Maglić, A. Cezairliyan, and V. E. Peletsky, eds. Compendium of Thermophysical Property
Measurement Methods, New York: Plenum Press, 1984.


K. D. Maglić, A. Cezairliyan, and V. E. Peletsky, eds. Compendium of Thermophysical Property
Measurement Methods - Vol.2. Recommended Measurement Techniques and Practices, New
York: Plenum Press, 1992.
G. Grimvall: Thermophysical Properties of Materials. Amsterdam: Elsevier Sc. Publ. B.V., 1986.

W.Wm Wendlandt.: Thermal Analysis. 3-rd ed., John Willey& Sons, New York 1986.

W. Zielenkiewicz: Pomiary efektów cieplnych. Metody i zastosowania. Centrum Upowszechniania
Nauki, PAN, Warszawa 2000.
A. Bejan, A. D. Krauss, Heat Transfer Handbook, John Willey & Sons, Hoboken, New Jersey,
2003 (E-żródła, Biblioteka WAT)

8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
Przedmiot zaliczany jest na podstawie średniej z pozytywnych ocen za wszystkie efekty kształcenia.
Efekt W1 sprawdzany jest głównie podczas sprawdzania wiedzy teoretycznej przed ćwiczeniami audytoryjnymi i laboratoryjnymi oraz na kolokwium i egzaminie.
Efekt W2 sprawdzany jest podczas sprawdzania wiedzy teoretycznej przed ćwiczenia laboratoryjnymi
oraz na kolokwium i egzaminie
Efekt U1 sprawdzany jest na ćwiczeniach rachunkowych, sprawdzianie i zdaniach dodatkowych
Ocena
Opis umiejętności
potrafi zaprojektować i przeprowadzić eksperyment badawczy oraz poprawnie opracować wyniki
5,0
badań i dokonać analizy błędów pomiarowych.
(bdb)
potrafi zaprojektować i przeprowadzić eksperyment badawczy oraz poprawne opracować wyniki i
4,0
dokonać analizy błędów pomiarowych, ale popełnia drobne błędy obliczeniowe.
(db)
3,0
(dst)
potrafi zaprojektować i przeprowadzić prosty eksperyment badawczy oraz poprawnie opracować
wyniki i oszacować podstawowe błędy pomiarowe.
Efekt U2 sprawdzany jest praktycznie na ćwiczeniach laboratoryjnych i indywidualnym sprawdzianie
praktycznym
Ocena
Opis umiejętności
potrafi dokonać wyboru metody badawczej w celu wyznaczenia podstawowych i szczególnych pa5,0
rametrów określających właściwości fizyko-mechaniczne materiałów inżynierskich oraz potrafi scha(bdb)
4,0
(db)
3,0
(dst)
rakteryzować podstawowe cechy badanych materiałów na podstawie wyników badań eksperymentalnych.
potrafi dokonać wyboru metody badawczej w celu wyznaczenia podstawowych parametrów określających właściwości fizyko-mechaniczne materiałów inżynierskich oraz potrafi scharakteryzować
podstawowe cechy badanych materiałów na podstawie wyników badań eksperymentalnych, ale
popełnia drobne błędy metodyczne i interpretacyjne.
potrafi dokonać wyboru metody badawczej w celu wyznaczenia podstawowych parametrów określających właściwości fizyko-mechaniczne materiałów inżynierskich oraz potrafi scharakteryzować
podstawowe cechy badanych materiałów na podstawie wyników badań eksperymentalnych, ale
popełnia błędy metodyczne i interpretacyjne.
Efekt U3 sprawdzany jest na podstawie sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych i zadań dodatkowych.
Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnej lub ustnej.
autorzy sylabusa
................................
kierownik jednostki organizacyjnej odpowiedzialnej za przedmiot
Dyrektor Instytutu Techniki Uzbrojenia
prof. dr hab. inż. Radosław TRĘBIŃSKI
................................
prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS
................................
dr inż. Andrzej DĘBSKI
................................
ppłk dr inż. Jacek JANISZEWSKI
................................
prof. dr hab. inż. Józef GACEK