Opis kursu
Wytrzymałość materiałów jest dziedziną wiedzy inżynierskiej zajmującą się analizą deformacji i naprężeń w prostych elementach konstrukcyjnych – prętach, wałach i belkach – obciążonych siłami zewnętrznymi. Przedstawiane metody pozwalają znaleźć zależności matematyczne między siłami zewnętrznymi a wewnętrznymi, czyli naprężeniami. Zależności te są podstawą przy projektowaniu i analizowaniu konstrukcji. Wiedza z zakresu wytrzymałości materiałów obejmuje zagadnienia z obszarów mechaniki, matematyki i eksperymentu.
Cel kursu
Przedstawienie studentom podstawowej wiedzy z zakresu mechaniki technicznej, z ograniczeniem do statyki, która jest niezbędna do opisu konstrukcji. W dalszej kolejności przedstawione są zasady i metody modelowania elementów konstrukcyjnych i analizy konstrukcji. Wyjaśnienie podstawowych pojęć pozwalających zrozumieć jak pracuje konstrukcja, dlaczego ulega zniszczeniu oraz jak poprawnie projektować konstrukcje. Przedstawienie metod rozwiązywania problemów związanych z wytrzymałością i sztywnością konstrukcji.
Zakres tematyczny kursu:
Mechanika techniczna
- statyka: siła, układy sił, moment siły
- równowaga płaskiego układu sił
- zjawisko tarcia
Zachowanie się materiału pod obciążeniem
- krzywa rozciągania
- właściwości mechaniczne materiałów
Zasady projektowania konstrukcji
- warunek wytrzymałości, sztywności i stateczności
- naprężenia dopuszczalne
Rozciągania i ściskanie prętów i układów prętowych
- wyznaczanie sił wewnętrznych
- rozwiązywanie zdań statycznie wyznaczalnych i niewyznaczalnych
- prawo Hooke’a
- energia odkształcenia postaciowego
Ścinanie techniczne
- definicja naprężeń stycznych; średnie naprężenia styczne
- przykłady obliczeniowe
Skręcanie
- wyznaczanie sił wewnętrznych
- rozwiązywanie zdań statycznie wyznaczalnych
- projektowanie wałów
Zginanie
- wyznaczanie sił wewnętrznych w belkach
- wyznaczanie naprężeń normalnych i stycznych w belkach
- projektowanie belek
- wyznaczanie linii ugięcia belki
Stateczność prętów
- podstawowe pojęcia z zakresu stateczności konstrukcji
- wzór Eulera – wyboczenie sprężyste
Wytrzymałość zmęczeniowa
- zjawisko zmęczenia materiału
- krzywa Woehlera
Literatura
- Ostwald M. Podstawy wytrzymałości materiałów i konstrukcji, WPP, Poznań, 2017
- Ostwald M. Wytrzymałość materiałów i konstrukcji – zbiór zadań, WPP, Poznań, 2018
- Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z. Wytrzymałość materiałów Tom I, WNT, Warszawa, 1997
- Siuta W. Mechanika techniczna, WSiP, Warszawa, 1999
- Hibbeler RC, Statics and mechanics of materials, Pearson, Boston, 2014
- Goodno BJ, Gere JM. Mechanics of materials, Cengage Learning, Boston, MA, 2018
Materiały do pobrania
Podstawowe zagadnienia z mechaniki (wykład, zagadnienia)
Wprowadzenie do wytrzymałości materiałów (wykład, zagadnienia)
Projektowanie konstrukcji (wykład, zagadnienia)
Osiowe rozciąganie i ściskanie prętów (wykład, zagadnienia, przykłady)
Naprężenia styczne – czyste ścinanie (wykład, zagadnienia)
Ćwiczenia (statyka)
