MECHATRONIKA

Materiał z wytrzymałości materiałów (WM) obowiązujący na egzaminie

CZĘŚĆ TEORETYCZNA



Siły (definicja, klasyfikacje). Więzy, reakcje. Zasady statyki ciała sztywnego, zasady istotne w WM.



Zerowe układy sił (ZUS) i ich zastosowanie w WM.



Równania równowagi płaskich i przestrzennych układów sił.



Charakterystyka WM jako mechaniki

ciała odkształcalnego.



Modelowanie w WM (model ciała, typy konstrukcji, metody rozwiązywania).



Obciążenia proste w WM. Obciążenia złożone.



Siły zewnętrzne czynne i bierne, siły wewnętrzne.



Metoda myślowych przekrojów. Zasady określania przekrojów myślowych.



Naprężenia. Związki pomiędzy naprężeniami i siłami wewnętrznymi.



Rachunek jednostek

– zasady, zastosowania.



Zasada de Saint-Venanta.



Zasada superpozycji.



Odkształcenia, przemieszczenia.



Statyczna próba rozciągania i jej znaczenie w WM. Prawo Hooke’a i jego znaczenie.



Własności mechaniczne materiałów konstrukcyjnych.



Naprężenia dopuszczalne. Warunek wytrzymałościowy.



Współczynnik bezpieczeństwa. Znaczenie ekonomiczne współczynnika bezpieczeństwa.



Zadania statycznie wyznaczalne i statycznie niewyznaczalne w WM.



Zadania statycznie niewyznaczalne

– stopień statycznej niewyznaczalności, więzy nadliczbowe (hipersta-

tyczne), równania geometryczne.



Układy prętowe – siły, związki geometryczne, odkształcenia. Układy prętowe statycznie wyznaczalne
i niewyzna

czalne, równania geometryczne.



Naprężenia termiczne i naprężenia montażowe w układach prętowych.



Analiza stanu naprężenia. Jednoosiowy stan naprężenia. Płaski stan naprężenia. Naprężenia główne.
Ko

ło Mohra. Czyste ścinanie.



Analiza stanu odkształcenia – odkształcenia objętościowe i postaciowe.



Uogólnione prawo Hooke’a i jego znaczenie. Interpretacja uogólnionego prawa Hooke’a.



Środki ciężkości i momenty statyczne figur płaskich.



Momenty bezwładności figur płaskich (osiowe, biegunowy, moment dewiacyjny). Twierdzenie Steinera.



Główne momenty bezwładności.



Wytężenie. Hipotezy wytrzymałościowe. Hipoteza max. naprężenia stycznego. Hipoteza Hubera.



Znaczenie i zastosowanie

hipotezy płaskich przekrojów w WM.



Skręcanie wałów o przekroju okrągłym – naprężenia, kąt obrotu, zadania statycznie wyznaczalne, zada-
nia statycz

nie niewyznaczalne. Skręcanie wałów o przekroju nieokrągłym.



Zginanie płaskie. Zależności różniczkowe między siłami wewnętrznymi.



Wykresy sił poprzecznych i momentów zginających. Charakterystyczne cechy wykresów.



Czyste zginanie.



Naprężenia normalne, naprężenia styczne przy zginaniu płaskim.



Obliczenia wytrzymałościowe belek zginanych (na przykładzie dwuteownika).



Równanie różniczkowe linii ugięcia.



S

posób Clebscha formułowania równań momentów w zginanych belkach.



Obliczanie

przemieszczeń w belkach statycznie wyznaczalnych za pomocą metody parametrów począt-

kowych, metody obciążeń wtórnych oraz metody superpozycji – zalety, ograniczenia.



Belki o skokowo zmiennym przekroju.



Belki statycznie niewyznaczalne. Konstruowanie równań geometrycznych za pomocą metody parame-
trów początkowych, metody obciążeń wtórnych oraz metody superpozycji.



Równanie trzech momentów (R3M) – interpretacja, zastosowanie.



Wytrzymałość złożona – zginanie ukośne, zginanie i rozciąganie (rdzeń przekroju), zginanie i skręcanie.



Ogólny przypadek wytrzymałości złożonej (przestrzenny układ prętowy).



Zastosowanie analizy wrażliwości w WM.



Wyboczenie konstrukcji.



Zmęczenie materiałów.



Metody energetyczne, MES

– znaczenie, zastosowania.



Badania wytrzymałościowe (pomiary twardości, udarność, tensometria). Rola doświadczenia w WM.



Ekonomiczne aspekty obliczeń wytrzymałościowych – możliwości obniżania kosztów, ryzyko, kompro-
mis, projektowanie optymalne.



Porównanie klasycznego modelu WM (ciała jednorodne, izotropowe, liniowe sprężyste) z wymaganiami
współczesnej techniki (kompozyty).

Egzamin materialy WM MECHTRONIKA 2012-2013.doc

12. 06. 2013 r.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Umiejętność rozwiązywania prostych zadań:



układy prętowe statycznie wyznaczalne – siły, naprężenia, przemieszczenia,



układy prętowe statycznie niewyznaczalne, w tym naprężenia termiczne i naprężenia montażowe,



momenty bezwładności figur płaskich,



skręcanie wałów o przekroju okrągłym – wykresy momentów skręcających, kąty obrotów,



zginanie płaskie – wykresy sił wewnętrznych,



zginanie płaskie – przemieszczenia, naprężenia normalne, naprężenia styczne,



obliczenia wytrzymałościowe belek (dobór przekroju, dobór obciążeń),



belki statycznie niewyznaczalne,



wytrzymałość złożona – zginanie ukośne, zginanie + rozciąganie, zginanie + skręcanie,



ogólny przypadek wytrzymałości złożonej, przestrzenne pręty wspornikowe.

UWAGA

:

powyższe zestawienie NIE JEST LISTĄ PYTAŃ!

PRZEBIEG EGZAMINU PISEMNEGO

CZĘŚĆ TEORETYCZNA: w ciągu

15 minut

należy odpowiedzieć na 3 pytania problemowe. Za

każde pytanie można otrzymać max. 2 punkty, razem: 3



2 =

6

punktów.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA PODSTAWOWA: w ciągu

15 minut

należy rozwiązać 2 proste zadania.

Za każde prawidłowo rozwiązane zadanie można otrzymać max. 2 punkty, razem: 2



2 =

4

punkty.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA: w ciągu

60 minut

należy rozwiązać 2 zadania. Za każde zadanie można

otrzymać max. 5 punktów, razem: 2



5 = 10

punktów. Do części praktycznej dolicza się punkty

z zaliczenia

ćwiczeń rachunkowych, max. 5 za ocenę bardzo dobrą. Z części praktycznej egzami-

nu mo

żna otrzymać max.

15

punk

tów.

Maksymalna liczba punktów:

25

.

Ocena łączna jest obliczana wg poniższej tabeli.

Suma punktów

Ocena

powyżej 21

5

powyżej 19 – 21

4+

powyżej 17 – 19

4

powyżej 15 – 17

3+

powyżej 12 – 15

3

12 i mniej

2

EGZAMIN USTNY przewidzia

ny jest w sytuacjach wyjątkowych i obejmuje w pierwszej kolejności

pytania z cz

ęści teoretycznej egzaminu pisemnego ocenione na minimalną liczbę punktów, pytania

z listy, dyskusję na temat zadań z egzaminu, proste przykłady zadań (zadania podstawowe).

UWAGA

: warunkiem umożliwiającym przystąpienie do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń rachun-

kowych oraz

laboratorium z wytrzymałości materiałów, potwierdzone wpisem do indeksu.

STUDENT PRZYSTĘPUJĄCY DO EGZAMINU MUSI OKAZAĆ

INDEKS ORAZ LEGITYMACJĘ STUDENCKĄ (DOWÓD TOŻSAMOŚCI).

Osoby bez indeksu nie mogą przystąpić do egzaminu.

Indeksy w trakcie egzaminu

są zabierane i oddawane z wpisaną oceną.

W trakcie egzaminu

używanie aparatów komórkowych, smartfonów i tabletów jest

zabronione pod rygorem wykluczenia z egzaminu.

LITERATURA:



Materiał z wykładów.



Ostwald M.:

Podstawy wytrzymałości materiałów. Wyd. Politechniki Poznańskiej 2012.



Ostwald M.

Wytrzymałość materiałów. Zbiór zadań. Wyd. Politechniki Poznańskiej 2012.



E-skrypty

: www.sms.am.put.poznan.pl/e-Skrypty



Dostępna literatura z wytrzymałości materiałów.