Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Mechanika i Wytrzymałość materiałów
Koordynator przedmiotu:
dr hab. inż. Edyta Ładyżyńska-Kozdraś, prof. nzw.PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
MWM
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Liczba godzin bezpośrednich – 64, w tym: • wykład: 30 godz. • ćwiczenia audytoryjne: 30 godz. • konsulacje: 2 godz. • egzamin:2 godz. 2) Praca własna studenta –60, w tym: • przygotowanie literaturowe: 15 godz., • przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych: 15 godz., • przygotowanie do kolokwiów: 10 godz. • przygotowaniedo egzaminu: 20 godz. Razem:124 godz. – 5 punktów ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2,5 punktu ECTS– 64, w tym: • wykład: 30 godz. • ćwiczenia audytoryjne: 30 godz. • konsulacje: 2 godz. • egzamin:2 godz.
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2,5 punktu ECTS – 65 godz. w tym: • ćwiczenia audytoryjne: 30 godz. • przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych: 15 godz., • przygotowanie do kolokwiów: 10 godz. • przygotowanie do egzaminu, rozwiązy-wanie zadań: 10 godz.
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Zagadnienia matematyki matematyki i fizyki wykładane na pierwszym roku studiów technicznych.
Limit liczby studentów:
60
Cel przedmiotu:
Rozwiązywanie problemów technicznych w oparciu o prawa mechaniki; wykonywanie analiz wytrzymałościowych elementów mechanicznych
Treści kształcenia:
ZAKRES WYKŁADU: Punkt materialny i ciało doskonale sztywne. Pojęcie siły. Siły zewnętrzne i wewnętrzne. Prawa Newtona. Jednostki masy i siły. Układy jednostek podstawowych. Zasady statyki. Więzy i ich reakcje. Płaski i przestrzenny układ sił zbieżnych. Równowaga płaskiego i przestrzennego układu sił zbieżnych. Moment siły względem punktu i względem osi. Siły równoległe. Para sił i moment pary sił. Równolegle przesunięcie siły. Płaski i przestrzenny układ sił równoległych. Równowaga płaskiego i przestrzen¬nego układu sił równoległych. Środek masy. Redukcja dowolnego przestrzennego układu sił. Ogólne warunki równowagi. Przykłady analizy układów sił zbieżnych i układów sił równoległych, na płaszczyźnie i w przestrzeni. Dowolne układy sił. Stopnie swobody i uwalnianie od więzów. Tarcie i prawa tarcia. Tarcie statyczne i kinetyczne. Tarcie ślizgowe i tarcie toczne. Własności ciał odkształcalnych. Założenia Wytrzymałości Materiałów. Wypadkowe siły wewnętrzne i naprężenia. Naprężenie normalne i styczne. Rozciąganie i ściskanie pręta prostego. Odkształcenia podłużne i poprzeczne. Związki fizyczne. Prawo Hooke'a. Współczynnik Poissona. Zasada Saint Venanta. Statyczna próba rozciągania. Stan czystego ścinania. Prawo Hooke'a dla czystego ścinania. Skręcanie prętów o przekroju kołowym. Zginanie prętów prostych. Momenty bezwładności. Siły poprzeczne i momenty zginające. Czyste zginanie. Proste zginanie. Wytrzymałość na zginanie. Zginanie ukośne. Jednoczesne zginanie i skręcanie. Hipotezy wytężenia. Utrata stateczności. Wyboczenie prętów prostych. Smukłość graniczna. Sprężyny śrubowe. Siły wewnętrzne w sprężynie. Naprężenia w sprężynie i projektowanie średnicy drutu. Wydłużenie sprężyny. Wielkości opisujące geometrię przekroju pręta. Położenie środka ciężkości przekroju. Momenty bezwładności. Twierdzenie Steinera. Wpływ obrotu osi na momenty bezwładności. Główne i centralne osie bezwładności. Pojęcie tensora naprężenia. Jednowymiarowy, płaski i trójwymiarowy stan naprężenia. Jednowymiarowy, płaski i trójwymiarowy stan odkształcenia. Uogólnione prawo Hooke'a i macierz modułów sprężystości. Anizotropia sprężysta. Równania równowagi w trójwymiarowym stanie naprężenia. Związki łączące pola odkształceń i przemieszczeń. Związki konstytutywne. Praca odkształcenia. Pola przemieszczeń wirtualnych. Zasada minimum energii potencjalnej. Analiza płaskiego stanu naprężenia. Funkcja Airy'ego. Równanie tarczy we współrzędnych prostokątnych i współrzędnych biegunowych. Stan odkształceń w tarczach sprężystych. Warunki brzegowe dla tarcz. Przykłady analizy tarcz. Stan naprężeń i odkształceń w płytach cienkich. Siły wewnętrzne. Równanie płyty we współrzędnych prostokątnych i biegunowych. Warunki brzegowe. Przykłady analizy płyt prostokątnych. Płyty kołowe obciążone osiowo-symetrycznie. Siły i momenty przekrojowe w powłokach. Błonowy stan naprężenia. Powłoki cienkościenne osiowo- symetrycznie. Równania równowagi: lokalne i globalne. Powłoki kuliste, walcowe i stożkowe. Optymalny kształt powłok obrotowych. Jednowymiarowe modele ośrodków ciągłych. Modele jednoparametrowe: Hooke'a, Newtona, Saint-Venanta. Modele dwuparametrowe: Kelvina- Voigta, Maxwella, Binghama. Pełzanie i relaksacja. Modele wieloparametrowe. ZAKRES ĆWICZEŃ AUDORYTORYJNYCH: Harmonogram ćwiczeń oraz ich treść odpowiada dokładnie treści wykładów, w zakresie analizy, przykładów i rozwiązywania zadań
Metody oceny:
kolokwia na ćwiczeniach audytoryjnych – 50%, egzamin - 50%
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Leyko J. „Mechanika ogólna" t. 1 i 2, PWN, Warszawa 2002. 2. Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z. „Wytrzymałość Materiałów" t. 1 i 2, WNT, Warszawa 1996. 3. Timoszenko S., Goodier J. N. „Teoria sprężystości" Arkady, Warszawa 1962. 4. Gambin W., „Mechanika i Wytrzymałość Materiałow" - materiały dla studentów kierunku Inżynieria Biomedyczna na CD, Warszawa 2009
Witryna www przedmiotu:
brak
Uwagi:
brak

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka MWM_W01
Posiada uporządkowaną wiedzę w zakresie podstaw mechaniki i wytrzymałości materiałów.
Weryfikacja: egzamin, kolokwia na ćwiczeniach audytoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka MWM_U01
Potrafi rozwiązywać zadań z zakresu mechaniki i wytrzymałości materiałów.
Weryfikacja: egzamin, kolokwia na ćwiczeniach audytoryjnych
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06, K_U07
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o