Badania mechaniczne i strukturalne materiałów inżynierskich
Podstawowe informacje o zajęciach
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia:
Zdobycie wiedzy na temat metod badań materiałów stosowanych w inżynierii mechanicznej i materiałowej umożliwiających określenie mikrostruktury, wad, właściwości mechanicznych.
Ogólne informacje o zajęciach:
Badania właściwości mechanicznych i technologicznych w tym: badania właściwości wytrzymałościowych i plastycznych materiałów, badania twardości, badania udarności, badania tłoczności i anizotropii plastycznej, badania i próby technologiczne rur, prętów, drutów oraz blach.
Badania wytrzymałościowe na rozciąganie, ściskanie i zginanie m.in. materiałów z tworzyw sztucznych, blach i materiałów kompozytowych. Wyznaczanie współczynnika anizotropii blach. Badania w różnych temperaturach z wykorzystaniem komory termicznej z zakresie temperatur -80 ÷ +270 °C.
Badania na statycznej maszynie wytrzymałościowej pozwalającej na realizację prób wytrzymałościowych w zakresie sił do 100kN z ekstensometrycznym pomiarem wydłużenia. Pozwala również na prowadzenie niskocyklowych prób zmęczeniowych.
Badania z użyciem Młota kolumnowego umożliwiającego wykonanie testów udarnościowych dla różnych materiałów, m.in. metali oraz materiałów kompozytowych. W połączeniu z oprogramowaniem do zapisu danych eksperymentalnych, znajduje również zastosowanie w badaniach rozciągania udarowego, w testach wytrzymałości na uderzenia Izoda i Charpy’ego, w badaniach wytrzymałości na przebicie oraz do przeprowadzenia znormalizowanej próby CAI (Compression After Impact).
Pomiar twardości metodą Brinnela, Vickersa, Rockwella, Knoopa,
Badania twardości tworzyw sztucznych zgodnie z normą PN-EN ISO 2039-1.
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
| 1 | Jan Sieniawski | Kryteria i sposoby oceny materiałów na elementy lotniczych silników turbinowych | Politechnika Rzeszowska . | 1995 |
| 2 | Sieniawski J.(red) | Metaloznawstwo i podstawy obróbki cieplnej | Oficyna Wyd. PRz, Rzeszów. | 1999 |
| 3 | Wiktor Kubiński | Wybrane metody badania materiałów | Wydawnictwo Naukowe PWN. | 2021 |
| 4 | Andrzej Kawalec, Oczoś Kazimierz E. | Kształtowanie metali lekkich | Wydawnictwo Naukowe PWN. | 2012 |
| 5 | Dobrzański L.A., Nowosielski R. | Metody badań metali i stopów. Badania własności mechanicznych i fizycznych | Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice.. | 1986 |
| 6 | Dobrzański L.A., Hajduczek E. | Metody badań metali i stopów. Badania metalograficzne makroskopowe i na mikroskopie świetlnym. | Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice. | 1986 |
| 7 | Marciniak J. | Metody badań metali i stopów. Badania składu chemicznego. Rentgenografia strukturalna. Mikroanaliza | Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice . | 1986 |
| 8 | Metody badań metali i stopów | Przybyłowicz K. | Wyd. AGH, Kraków. | 1997 |
| 1 | G. Golański, A. Merda, P. Wieczorek, K. Klimaszewska | Metody badania wybranych właściwości mechanicznych materiałów metalowych i ich złączy spawanych | Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej. | 2021 |
| 2 | Dobrzański L.A. | Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo. Materiały inżynierskie z podstawami projektowania mat | WNT, Warszawa. | 2002 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych
Wymagania formalne:
Rejestracja na 2 semestr studiów drugiego stopnia kierunku mechanika i budowa maszyn, specjalność: Badania i rozwój w gospodarce.
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Znajomość wiedzy z matematyki, fizyki, informatyki a także przedmiotów technicznych (mechaniki, elektrotechniki, materiałoznawstwa oraz wytrzymałości materiałów)
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność pracy z literaturą i komputerem
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność samodzielnego poszerzania swej wiedzy i doskonalenia umiejętności zawodowych
Efekty kształcenia dla zajęć
| MEK | Student, który zaliczył zajęcia | Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia | Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia | Związki z KEK | Związki z PRK |
|---|---|---|---|---|---|
| MEK01 | charakteryzuje i stosuje metody badawcze współczesnych materiałów inżynierskich umożliwiającą określenie mikrostruktury materiału, właściwości mechanicznych, oraz wad i defektów. | laboratorium problemowe | sprawdzian pisemny |
K-W02+++ K-K04+ |
P7S-KK P7S-WG |
| MEK02 | rozwiązuje problemy technicznych z wykorzystaniem stanowisk pomiarowych, | ćwiczenia problemowe, laboratorium problemowe | obserwacja wykonawstwa, sprawozdanie z projektu |
K-U06+++ |
P7S-UW |
| MEK03 | Student ma pogłębioną wiedzę i jest przygotowany do prowadzenia badań naukowych i badawczo rozwojowych | projekt zespołowy, laboratorium problemowe | prezentacja projektu |
K-U03+++ |
P7S-UW |
| MEK04 | wykorzystuje zdobytą wiedze i umiejętności posługiwania się nowoczesnym sprzętem wspomagającym pracę inżyniera i technologa oraz pracownika działu b+r, | laboratorium problemowe, realizacja zleconego zadania | obserwacja wykonawstwa, raport pisemny |
K-U06+ |
P7S-UW |
| MEK05 | wykorzystuje umiejętności zastosowania wiadomości teoretycznych w praktyce. | laboratorium, laboratorium problemowe | raport pisemny, obserwacja wykonawstwa |
K-W02+ |
P7S-WG |
Treści kształcenia dla zajęć
| Sem. | TK | Treści kształcenia | Realizowane na | MEK |
|---|---|---|---|---|
| 2 | TK01 | L01 | MEK01 | |
| 2 | TK02 | L02 - L04 | MEK03 | |
| 2 | TK03 | L05-L06 | MEK02 MEK05 | |
| 2 | TK04 | L07 | MEK01 MEK04 |
Nakład pracy studenta
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Laboratorium (sem. 2) | Przygotowanie do laboratorium:
2.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
45.00 godz./sem. |
Dokończenia/wykonanie sprawozdania:
2.00 godz./sem. |
| Konsultacje (sem. 2) | |||
| Zaliczenie (sem. 2) | Przygotowanie do zaliczenia:
2.00 godz./sem. |
Zaliczenie pisemne:
2.00 godz./sem. |
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Laboratorium | Część pisemna: - na ocenę 2 (ndst.): nie potrafi w najprostszy sposób zaprezentować swej wiedzy zdobytej na zajęciach; - na ocenę 3(dst.): poprawnie prezentuje podstawowe zagadnienia bez umiejętności głębszej ich analizy; - na ocenę 4 (db.): efektywnie prezentuje zagadnienia, dokonuje ich analizy; - na ocenę 5 (bdb.): efektywnie prezentuje zagadnienia, dokonuje ich analizy, wykazuje się wiedzą zdobytą podczas pracy samodzielnej (w domu); Raporty pisemne (sprawozdania): - na ocenę 2 (nast..): nie przedłoży raportu pisemnego z zajęć laboratoryjnych lub przedłożony raport zawiera istotne błędy w analizie i przedstawieniu wyników; - na ocenę 3(dst.): przedłoży raport pisemny zawierający błędy w przedstawieniu lub analizie wyników; - na ocenę 4 (db.): przedłoży raport pisemny zawierający błędy edycyjne w przedstawieniu lub analizie wyników i sformułowaniu wniosków końcowych; - na ocenę 5 (bdb.): przedłoży raport pisemny nie zawierający błędów w przedstawieniu lub analizie wyników i sformułowaniu wniosków końcowych; |
| Ocena końcowa | Na ocenę podsumowująca składać się mogą: a) zaliczenie zajęć laboratoryjnych opanowania materiału nauczania oraz pracy własnej studenta |
Przykładowe zadania
Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)
Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)
Inne
(-)
Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie
Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak
| 1 | H. Derazkola; W. Jurczak ; A. Kubit; P. Myśliwiec; R. Ostrowski; P. Szawara; M. Zwolak | FSW Optimization: Prediction Using Polynomial Regression and Optimization with Hill-Climbing Method | 2025 |
| 2 | P. Myśliwiec; R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; M. Zwolak | Narzędzie do kształtowania przyrostowego blach | 2025 |
| 3 | R. Ostrowski; M. Szpunar; M. Zwolak | The Influence of PCBN Inserts Microgeometry on Cutting Forces, Surface Roughness, and Tool Wear When Milling Inconel 718 | 2025 |
| 4 | R. Ostrowski; M. Zwolak | Elastomerowa matryca tłocznika | 2025 |
| 5 | R. Ostrowski; M. Zwolak | Elastomerowa wkładka matrycy tłocznika | 2025 |
| 6 | R. Ostrowski; M. Zwolak | Elastomerowy stempel tłocznika | 2025 |
| 7 | R. Ostrowski; M. Zwolak | Tłocznik | 2025 |
| 8 | W. Łogin; R. Ostrowski; R. Śliwa; W. Ziaja | The influence of modification of the geometry of the front surface of the RFSSW tool inner sleeve on the fatigue life of joints during joining clad sheets made of aluminum alloy 2024-T3 | 2025 |
| 9 | A. Dzierwa; R. Ostrowski; M. Szpunar | Effect of Single-Point Incremental Forming Process Parameters on Roughness of the Outer Surface of Conical Drawpieces from CP Titanium Sheets | 2024 |
| 10 | M. Bujny; P. Myśliwiec; R. Ostrowski; M. Szpunar; M. Zwolak | Implementation of Technology for High-Performance Milling of Aluminum Alloys Using Innovative Tools and Tooling | 2024 |
| 11 | M. Motyka; R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; W. Ziaja | Advanced FEM Insights into Pressure-Assisted Warm Single-Point Incremental Forming of Ti-6Al-4V Titanium Alloy Sheet Metal | 2024 |
| 12 | M. Motyka; R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; W. Ziaja; K. Żaba | Thermo-Mechanical Numerical Simulation of Friction Stir Rotation-Assisted Single Point Incremental Forming of Commercially Pure Titanium Sheets | 2024 |
| 13 | P. Myśliwiec; R. Ostrowski; P. Szawara; M. Szpunar | Influence of Input Parameters on the Coefficient of Friction during Incremental Sheet Forming of Grade 5 Titanium Alloy Sheets | 2023 |
| 14 | R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński | Split-Plot I-Optimal Design Optimisation of Combined Oil-Based and Friction Stir Rotation-Assisted Heating in SPIF of Ti-6Al-4V Titanium Alloy Sheet under Variable Oil Pressure | 2022 |
| 15 | R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; M. Zwolak | Research on Forming Parameters Optimization of Incremental Sheet Forming Process for Commercially Pure Titanium Grade 2 Sheets | 2022 |
| 16 | R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; M. Zwolak | Tribological behaviour of Ti-6Al-4V titanium alloy sheets measured by a strip drawing test | 2022 |
| 17 | Ľ. Kaščák; R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński | Central Composite Design Optimisation in Single Point Incremental Forming of Truncated Cones from Commercially Pure Titanium Grade 2 Sheet Metals | 2021 |
| 18 | R. Ostrowski; M. Szpunar; T. Trzepieciński; M. Zwolak; K. Żaba | Effect of Lubricant Type on the Friction Behaviours and Surface Topography in Metal Forming of Ti-6Al-4V Titanium Alloy Sheets | 2021 |
| 19 | M. Bujny; P. Myśliwiec; R. Ostrowski; R. Śliwa; M. Zwolak | Effect of Welding Parameters and Metal Arrangement of the AA2024-T3 on the Quality and Strength of FSW Lap Joints for Joining Elements of Landing Gear Beam | 2020 |