Ocena z egzaminu
zwolnienie z egzaminu z zadań- ocena z ćwiczeń 1 i ćwiczeń 2 co najmniej dobra;
ocena z zadań = 1/2 (ćwiczenia1+ćwiczenia2);
utrata zwolnienia w przypadku niezadania egzaminu;
należy zdać jednocześnie część teoretyczną i zadaniową egzaminu;

Ocena z egzaminu = 1/3 ocena teorii+2/3 ocena zadań

Ocena końcowa = 1/4 (ćwiczenia 2+laboratorium+2*egzamin)

Tematyka wykładów

• Wprowadzenie do wytrzymałości materiałów: przedmiot i zadania wytrzymałości materiałów, podstawowe założenia i zasady, elementy i ustroje konstrukcyjne, wektor naprężenia całkowitego, naprężenia normalne i styczne, siły wewnętrzne w pręcie, zależności różniczkowe między obciążeniem i siłami wewnętrznymi.
• Rozciąganie i ściskanie pręta: naprężenia i odkształcenia w pręcie rozciąganym, wydłużenie pręta, moduł Younga, współczynnik Poissona, prawo Hooke’a, obliczenia wytrzymałościowe prętów, własności wytrzymałościowe i fizyczne niektórych materiałów.
• Momenty bezwładności i zboczenia figur płaskich: biegunowy moment bezwładności, moment bezwładności względem prostej, momenty bezwładności i zboczenia w prostokątnym układzie współrzędnych, wpływ przesunięcia osi na momenty bezwładności i zboczenia – twierdzenia Steinera, wpływ obrotu osi na momenty bezwładności i zboczenia, główne centralne osie i momenty bezwładności, momenty bezwładności i zboczenia figur prostych i złożonych.
• Skręcanie prętów o przekrojach kołowych: odkształcenia i naprężenia w pręcie skręcanym, kąt skręcenia, moduł Kirchhoffa, obliczenia wytrzymałościowe.
• Zginanie pręta prostego: odkształcenia i naprężenia w pręcie zginanym, obliczenia wytrzymałościowe, równanie różniczkowe osi ugiętej i jej całkowanie, warunki brzegowe, uproszczenia w całkowaniu równania różniczkowego osi ugiętej - metoda Clebscha.
• Wyboczenie pręta: rodzaje równowagi, Eulerowska siła krytyczna, naprężenia krytyczne, smukłość pręta, smukłość graniczna, równanie Tetmajera-Jasińskiego i Johnsona-Ostenfelda, uproszczone obliczenia na wyboczenie.
• Ścinanie pręta prostego: uproszczone obliczenia na ścinanie, naprężenia styczne przy zginaniu nierównomiernym – wzór Żurawskiego.
• Układy liniowo-sprężyste: układ liniowo-sprężysty Clapeyrona, energia sprężysta pręta rozciąganego, energia właściwa, energia sprężysta dla prostych przypadków obciążenia.
• Twierdzenia o układach liniowo-sprężystych i ich zastosowania: twierdzenie o wzajemności prac Bettiego i wzajemności przemieszczeń Maxwella, twierdzenie Castigliana, twierdzenie Menabrea-Castigliana i metoda Maxwella -Mohra.
• Teoria stanu naprężenia: składowe stanu naprężenia, równania równowagi stanu naprężenia, twierdzenie o równości odpowiadających sobie naprężeń stycznych, naprężenia w punkcie w zależności od orientacji przekroju.
• Teoria stanu odkształcenia: składowe stanu odkształcenia.
• Związki między stanem naprężenia i stanem odkształcenia: uogólnione prawo Hooke’a, naprężenia i odkształcenia główne.
• Hipotezy wytężeniowe: wytężenie, naprężenie redukowane, hipoteza największego naprężenia normalnego, hipoteza największego odkształcenia właściwego, hipoteza największego naprężenia stycznego, hipoteza energii odkształcenia postaciowego.
• Wytrzymałość złożona: naprężenia przy mimośrodowym rozciąganiu (ściskaniu), równanie osi obojętnej, rdzeń przekroju, rozciąganie(ściskanie) lub zginanie oraz skręcanie pręta, naprężenia i moment redukowany.
• Metoda elementów skończonych dla tarcz: podział tarczy na elementy skończone, interpolacja przemieszczeń w elemencie trójkątnym trójwęzłowym, określenie odkształceń i naprężeń w elemencie, wyznaczenie macierzy sztywności elementu metodą energetyczną, tworzenie globalnej macierzy sztywności tarczy, przykłady zastosowania metody elementów skończonych.
• Płyty cienkie: podstawowe założenia, stan odkształcenia, naprężenia oraz równania różniczkowe ugięcia płyty prostokątnej i kołowej.
• Powłoki cienkościenne: podstawowe założenia, związki między składowymi stanu naprężenia w powłoce, stan naprężenia w zbiorniku kulistym, walcowym i stożkowym.

Tematyka ćwiczeń

• Rozciąganie prętów prostych – część I: obliczanie sił wewnętrznych, naprężeń i wydłużeń części i całego pręta, analiza prętów statycznie niewyznaczalnych – warunki równowagi, związki fizyczne i związki geometryczne, obliczenia wytrzymałościowe prętów – sprawdzenie warunku wytrzymałości i sztywności, dobór materiału, określenie obciążenia dopuszczalnego i wymiarów pręta.
• Rozciąganie prętów prostych – część II: analiza prętów statycznie niewyznaczalnych z uwzględnieniem wpływu temperatury i luzów montażowych, analiza układów prętowych statycznie wyznaczalnych i niewyznaczalnych.
• Parametry geometryczne przekrojów prętów prostych: obliczanie momentów statycznych przekroju, współrzędnych środka ciężkości, momentów bezwładności i zboczenia przekroju, określenie kierunków głównych osi bezwładności i głównych momentów bezwładności.
• Skręcanie prętów o przekroju kołowym: obliczanie momentów skręcających, naprężeń stycznych i kątów skręcenia w obracającym się wale, obliczanie momentów utwierdzenia, momentów skręcających, kątów obrotu przekrojów w pręcie statycznie niewyznaczalnym.
• Zginanie belek – część I: obliczanie momentów gnących i sił poprzecznych w belkach, wskaźnika wytrzymałości przekroju na zginanie, maksymalnych naprężeń normalnych w przekroju.
• Zginanie belek – część II: analiza ugięć belek statycznie wyznaczalnych przy wykorzystaniu równania różniczkowego osi ugiętej i metody Clebscha, analiza ugięć belek statycznie niewyznaczalnych przy wykorzystaniu metody Clebscha, wyznaczenie reakcji nadliczbowych w układzie.
• Ścinanie prętów: uproszczone obliczenia na ścinanie połączeń nitowych, sworzniowych i spawanych
• Metody energetyczne – część I: obliczanie przemieszczeń w płaskim układzie prętowym przy wykorzystaniu twierdzenia Castigliana i metodą Maxwella-Mohra, obliczanie nadliczbowych reakcji podporowych przy wykorzystaniu twierdzenia Menabre’a-Castigliana.
• Metody energetyczne – część II: obliczanie przemieszczeń belki przy wykorzystaniu twierdzenia Castigliana i metodą Maxwella-Mohra, obliczanie nadliczbowych reakcji podporowych przy wykorzystaniu twierdzenia Menabre’a-Castigliana.
• Metody energetyczne – część III: obliczanie przemieszczeń ramy płaskiej przy wykorzystaniu twierdzenia Castigliana i metodą Maxwella-Mohra, obliczanie nadliczbowych reakcji podporowych przy wykorzystaniu twierdzenia Menabre’a-Castigliana.
• Wyboczenie pręta prostego: obliczanie układów narażonych na zjawisko utraty stateczności w zakresie sprężystym (wykorzystanie wzoru Eulera) i zakresie sprężysto - plastycznym (wykorzystanie wzorów Tetmajera – Jasińskiego i Johnsona - Ostenfelda).
• Analiza stanu naprężenia i odkształcenia, uogólnione prawo Hooke’a
• Wytrzymałość złożona – część I: obliczanie naprężeń redukowanych w prętach jednocześnie rozciąganych (ściskanych) i zginanych oraz zginanych i skręcanych.
• Wytrzymałość złożona – część II: obliczanie naprężeń redukowanych w prętach jednocześnie zginanych i ścinanych oraz przypadki występowania większej liczby sił wewnętrznych.
• Zginanie płyt: obliczanie przemieszczeń i naprężeń przy zgięciu walcowym płyty i w płytach okrągłych obciążonych symetrycznie.

Zajęcia laboratoryjne

• Regulamin zajęć laboratoryjnych i ramowa instrukcja BHP: do pobrania
• Uwagi dotyczące redakcji sprawozdań: do pobrania
• Zestaw ćwiczeń laboratoryjnych: do pobrania
• Instrukcje do laboratoriów: do pobrania

Tematyka zajęć laboratoryjnych:

1. Statyczna próba rozciągania metali.
2. Skręcanie prętów o przekroju kołowym.
3. Analiza stanu naprężenia metodą elastooptyczną.
4. Próby udarowe.
5. Metoda elementów skończonych dla układów prętowych.
6. Zginanie ukośne.
7. Doświadczalne sprawdzenie twierdzeń Bettiego i Maxwella.
8. Statyczne pomiary tensometryczne.
9. Badanie prętów na wyboczenie.
10. Wyznaczanie środka ścinania w prętach o przekrojach niesymetrycznych.
11. Metoda elementów skończonych dla zagadnień dwuwymiarowych.
12. Badania doświadczalne drgań własnych nietłumionych i tłumionych.

Literatura

Literatura do wykładu

• Bąk R., Burczyński T., Wytrzymałość materiałów z elementami ujęcia komputerowego, WNT, Warszawa 2001.
• Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z., Wytrzymałość materiałów, t. 1 i 2, WNT, Warszawa, 1996.
• Zielnica J., Wytrzymałość materiałów, Wyd. Pol. Poz., Poznań, 1996.
• Jastrzębski P., Mutermilch J., Ostrowski W., Wytrzymałość materiałów, cz.1 i 2, Arkady, Warszawa, 1985.

Literatura do ćwiczeń

• Banasiak M., Grossman K., Trombski M., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, PWN, Warszawa 1998.
• Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Zadania z wytrzymałości materiałów, WNT, Warszawa 2002.
• Niezgodziński M.E., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa 1996.
• Jakubowicz A., Wolniak P., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, cz.1, Skr. Uczel. Pol. Śl., Nr 885, Gliwice, 1980.
• Jakubowicz A., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, cz. 2, Skr. Uczel. Pol. Śl., Nr. 1692, Gliwice, 1993.
• Orłowski W., Słowiański L., Wytrzymałość materiałów, przykłady obliczeń, wyd. 3, Arkady, Warszawa, 1978.
• Kurowski R., Parszewski Z., Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów, wyd. 3, PWN, Warszawa, 1970.

 Literatura do laboratorium

• Burczyński T., Beluch W., John A., Laboratorium z wytrzymałości materiałów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2002.
• Okrajni J., Laboratorium mechaniki materiałów, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003.
• Lamber T. , Ćwiczenia z wytrzymałości materiałów. Laboratorium, Skr. Uczel. Pol. Śl., Nr. 1527, Gliwice, 1990.
• Banasiak M., Ćwiczenia laboratoryjne z wytrzymałości materiałów, PWN, Warszawa, 1985. 

Odnośniki