Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn
Specjalność: MB4
Semestr: I
Punkty ECTS: 3
Prowadzący: Prof. dr hab. inż. Piotr Fedeliński

Program przedmiotu

• wykład: 30 godzin w semestrze

Tematyka wykładów

1. Model materiału idealnie plastycznego
   Uplastycznienie materiału – wyraźna i umowna granica plastyczności
2. Warunki plastyczności – powierzchnie plastyczności
   Warunek plastyczności Hubera-Misesa i Treski
   Interpretacja graficzna i porównanie warunku plastyczności Hubera-Misesa i Treski
   Weryfikacja doświadczalna warunków plastyczności
3. Prawa plastycznego płynięcia – potencjał plastyczny
   Stowarzyszone prawo płynięcia z warunkiem plastyczności Hubera-Misesa i Treski
4. Model materiału plastycznego ze wzmocnieniem
   Wzmocnienie izotropowe
   Wzmocnienie anizotropowe – efekt Bauschingera
   Wzmocnienie kinematyczne
   Wzmocnienie mieszane
5. Wprowadzenie do mechaniki pękania
   Pękanie kruche i ciągliwe
   Krzywa wzrostu pęknięcia i wytrzymałości pozostającej
   Metody projektowania: bezpieczne działanie, tolerancja zniszczenia, bezpieczne zniszczenie
   Sposoby zabezpieczenia konstrukcji przed zniszczeniem
6. Podstawy mechaniki pękania
   Współczynnik spiętrzenia naprężeń
   Metoda Griffitha określania naprężenia krytycznego
   Postacie deformacji pęknięcia
   Naprężenia i przemieszczenia dla I i II sposobu obciążenia pęknięcia
7. Uplastycznienie materiału w otoczeniu wierzchołka pęknięcia
   Zgrubne oszacowanie strefy uplastycznienia
   Metoda Irwina określania długości strefy uplastycznienia
   Metoda Dugdale’a określania długości strefy uplastycznienia
   Kształt strefy uplastycznienia
8. Bilans energii ciała z pęknięciem
   Współczynnik uwalniania energii
   Interpretacja graficzna bilansu energii
   Zależność między współczynnikiem uwalniania energii i współczynnikiem intensywności naprężeń
   Określenie współczynnika intensywności naprężeń na podstawie zmiany podatności
9. Doświadczalne badanie odporności materiałów na pękanie
   Krytyczny współczynnik intensywności naprężeń
   Krytyczne rozwarcie wierzchołka szczeliny
10. Zmęczeniowy wzrost pęknięcia
    Krzywa wzrostu pęknięcia zmęczeniowego
    Wzór Parisa i Formana
    Wpływ zmienności obciążenia i środowiska
    Określenie wzrostu pęknięcia zmęczeniowego przy stałej amplitudzie – metoda analityczna i numeryczna
11. Metody określania współczynników intensywności naprężeń (WIN)
    Metoda superpozycji
    Metoda lokalnego rozkładu naprężeń
    Określenie współczynników intensywności naprężeń metodą numeryczną na podstawie przemieszczeń i naprężeń – metoda ekstrapolacji, elementy ćwiartkowe
    Określenie współczynnika uwalniania energii metodą numeryczną
    Określenie J-całki niezależnej od konturu całkowania metodą numeryczną

Warunki zaliczenia

• Wykład – sprawdziany pisemne
• Egzamin: ustny

Ocena końcowa: 0.5 wykład+0.5 egzamin

Literatura

1. Skrzypek J., Plastyczność i pełzanie. Teoria, zastosowania, zadania. PWN, Warszawa, 1986.
2. Bednarski T., Mechanika plastycznego płynięcia w zarysie, PWN, Warszawa, 1995.
3. Neimitz A., Mechanika pękania. Wydawnictwa Naukowe PWN, Warszawa, 1998.
4. Bochenek A., Elementy mechaniki pękania. Podręcznik dla materiałoznawców. Wyd. Pol. Częstochowska, Częstochowa, 1998.
5. Gołaski L., Elementy doświadczalnej mechaniki pękania, Politechnika Świętokrzyska, Kielce, 1992.
6. Seweryn A., Metody numeryczne w mechanice pękania, Biblioteka Mechaniki Stosowanej, Seria A. Monografie, PAN IPPT, Warszawa, 2003.
7. Broek D., Elementary engineering fracture mechanics. Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht-Boston-Lancaster, 1987.