Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Uzyskanie wiedzy i umiejętności w zakresie definiowania i obliczania prostych, prętowych schematów statycznych konstrukcji oraz w zakresie opisu stanu naprężeń i stanu odkształceń w podstawowych prętowych układach konstrukcyjnych.

Ogólne informacje o zajęciach: Wytrzymałość materiałów daje podstawy do projektowania wytrzymałościowego elementów konstrukcji oraz prostych układów konstrukcyjnych.

Materiały dydaktyczne: Materiały dostępne na stronie http://kmk.portal.prz.edu.pl/dydaktyka/

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1

Adam Bodnar

Wytrzymałość materiałów : podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych

Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej.

2004

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Marek Kolczuga, Lidia Buda-Ożóg	Wytrzymałość materiałów : materiały pomocnicze Cz.1	OW PRz.	2009
2	Teresa Filip, Marek Kolczuga	Wytrzymałość materiałów : geometria pól, siły wewnętrzne w płaskich układach prętowych : materiały p	OW PRz.	2006
3	Barbara Turoń, Grzegorz Piątkowski	Strength of materials: internal forces in statically determinate structures - examples for beams	OW PRz.	2015

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Zdzisław Dyląg, Antoni Jakubowicz, Zbigniew Orłoś.	Wytrzymałość materiałów T.1	WNT.	2003
2	M. Niezgodziński, T. Niezgodziński	Zadania z wytrzymałości materiałów	WNT.	1997
3	M. Niezgodziński, T. Niezgodziński	Wzory, wykresy i tablice wytrzymałośćiowe	WNT.	1996
4	Zdzisław Iwulski.	Wyznaczanie sił tnących i momentów zginających w belkach : zadania z rozwiązaniami	Uczel.Wydaw.Nauk.-Dydakt.AGH.	2001

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Zaliczenie modułu kształcenia "Mechanika teoretyczna". Rejestracja na trzeci semestr studiów.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość matematyki w zakresie wybranych działów algebry liniowej, rachunku wektorowego, różniczkowego i całkowego.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Formułowanie algorytmów statyki, w tym obliczania reakcji podporowych dla prętowych układów statycznie wyznaczalnych.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Świadomość konieczności samokształcenia. Umiejętność współdziałania i pracy w grupie. Przestrzeganie zasad BHP w laboratorium WM. Odpowiedzialność za udostępnione na czas zajęć wyposażenie lab. WM.

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 OEK
01	Posiada wiedzę teoretyczną z zakresu podstaw wytrzymałości materiałów.	wykład	egzamin cz. pisemna	K_W01+ K_W04+++ K_W05+ K_W07+	T1A_W01+ T1A_W03++ T1A_W04+ InzA2W07++
02	Posiada umiejętności w zakresie obliczeń statycznych dla statycznie wyznaczalnych płaskich układów prętowych, umiejętności w zakresie obliczeń wytrzymałościowych.	ćwiczenia rachunkowe, projekt indywidualny	kolokwium, sprawozdanie z projektu, egzamin cz. pisemna,	K_U04+ K_U07+	T1A_U01+ T1A_U05+++ InzA1U08+ InzA5U13+ InzA6U14++ InzA7U15++
03	Posiada wiedzę umożliwiającą zaplanowanie podstawowych eksperymentów wytrzymałościowych.	wykład, laboratorium	egzamin cz. pisemna, zaliczenie cz. praktyczna, raport pisemny	K_W04+++ K_W05+	T1A_W01+ T1A_W03+ T1A_W04+ InzA2W07++
04	Posiada umiejętności umożliwiające przeprowadzenie podstawowych eksperymentów wytrzymałościowych.	laboratorium	zaliczenie cz. praktyczna, raport pisemny, obserwacja wykonawstwa	K_U05+	T1A_U01+ InzA5U13+ InzA6U14++ InzA7U15+
05	Potrafi pracować w zespole i ma świadomość odpowiedzialności za wspólnie realizowane eksperymenty i uzyskane wyniki pomiarów oraz bezpieczeństwo własne i pozostałych osób w grupie.	laboratorium	obserwacja wykonawstwa	K_K01++ K_K02++	T1A_K04++

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
3	TK01	Wprowadzenie do przedmiotu „Wytrzymałość Materiałów” (WM). Podstawowe pojęcia i założenia WM.	W01-W02	MEK01
3	TK02	Pojęcie siły wewnętrznej. Twierdzenie o równoważności układów sił wewnętrznych i zewnętrznych. Pojęcia pręta. Pojęcie układu własnego przekroju poprzecznego. Redukcja układu sił zewnętrznych do sił przekrojowych. Konwencja znakowania sił przekrojowych.	W03-W04, C01-C04, P01-P04	MEK01 MEK02
3	TK03	Stan naprężenia – podstawowe definicje i pojęcia. Macierz naprężeń, graficzny obraz macierzy naprężeń. Tensor naprężeń, transformacja tensora naprężeń. Aksjator i dewiator tensora naprężeń. Płaski stan naprężenia: naprężenia główne, koło Mohra.	W05-W06, C05-C06, P05-P08	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK04	Stan odkształcenia. Wektor przemieszczenia liniowego. Odkształcenia liniowe i kątowe. Stan odkształcenia w punkcie. Macierz odkształceń. Graficzny obraz macierzy odkształceń. Tensor odkształceń. Równania geometryczne. Kinematyczne równania brzegowe. Równania nierozdzielności odkształceń. Aksjator i dewiator tensora odkształceń.	W07-W08, C05-C06, P05-P08	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK05	Równania fizyczne. Związki między stanem odkształcenia i naprężenia. I i II postać równań Hooke’a. Prawo zmiany objętości i prawo zmiany postaci. Energia sprężysta.	W09-W10, C05-C06, P05-P08, L01-L15	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
3	TK06	Charakterystyki geometryczne figur płaskich, definicje podstawowych charakterystyk geometrycznych, twierdzenie Steinera, centralne i główne osie bezwładności, obliczanie centralnych i głównych momentów bezwładności.	W11-W12, P09-P12	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK07	Przypadki wytrzymałościowe. Osiowe rozciąganie i ściskanie prętów: analiza stanu naprężenia i odkształcenia, zasada de Saint-Venanta, statyczna próba rozciągania. Proste zginanie: analiza stanu naprężenia i odkształcenia, wymiarowanie prętów zginanych. Zginanie ukośne: analiza stanu naprężenia i odkształcenia, wymiarowanie prętów ukośnie zginanych.	W13-W20, C07-C12, P13-P20, L01-L08	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
3	TK08	Przypadki wytrzymałościowe c.d.: Mimośrodowe rozciąganie i ściskanie: analiza stanu naprężenia i odkształcenia, wymiarowanie prętów mimośrodowo rozciąganych lub ściskanych, rdzeń przekroju. Poprzeczne zginanie: analiza stanu naprężenia i odkształcenia, trajektorie naprężeń głównych w prętach zginanych poprzecznie, wymiarowanie prętów zginanych poprzecznie. Naprężenia normalne w belkach zespolonych. Skręcanie prętów o przekroju kołowym i prostokątnym. Skręcanie prętów cienkościennych.	W21-W26, C13-C18, P13-P20, L09-L13	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
3	TK09	Ugięcia osi belek zginanych: równanie różniczkowe ugiętej osi belek zginanych, metoda analityczna, metoda Clebscha.	W27-W28, L14-L15	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05
3	TK10	Hipotezy wytężeniowe: wytężenie i jego miara, przegląd hipotez, naprężenia zredukowane.	W29-W32	MEK01 MEK02
3	TK11	Stateczność osiowo ściskanych prętów prostych: siła krytyczna, naprężenia krytyczne, wymiarowanie z uwzględnieniem utraty stateczności. Zginanie poprzeczne ze ściskaniem.	W33-W34	MEK01 MEK02
3	TK12	Nośność sprężysto-plastyczna przekroju. Idealizacja wykresu rozciągania. Modele materiałowe.	W35-W38	MEK01
3	TK13	Podstawowe informacje o mechanice zniszczenia.	W39-W40	MEK01
3	TK14	Zagadnienie brzegowe liniowej teorii sprężystości.	W41-W42	MEK01
3	TK15	Siły przekrojowe w płaskich konstrukcjach prętowych: punkty charakterystyczne i przedziały charakterystyczne, funkcje M(x) i Q(x), przedstawienie zmienności sił przekrojowych w postaci wykresów. Zasady konstruowania wykresów sil przekrojowych na przykładach: belki proste, belki przegubowe, ramy, układy złożone. Związki różniczkowe dla pręta prostego. Metoda superpozycji.	W43-W54, C19-C28, P21-P30	MEK01 MEK02
3	TK16	Ugięcia osi belek zginanych: metoda Mohra.	W55-W56, C29-C30	MEK01 MEK02
3	TK17	Repetytorium. Egzamin zerowy.	W57-W60

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 60.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 15.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 45.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 3)	Przygotowanie do ćwiczeń: 5.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 15.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 20.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 10.00 godz./sem.
Projekt/Seminarium (sem. 3)	Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem..	Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu: 20.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)		Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 3)	Przygotowanie do egzaminu: 40.00 godz./sem.	Egzamin pisemny: 3.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Na podstawie egzaminu pisemnego. Na egzaminie z Wytrzymałości Materiałów obowiązują: wszelkie zagadnienia badane na laboratorium, wszystkie typy zadań rozwiązywanych na ćwiczeniach i na projektach, całość materiału omawianego na wykładach i wszystkie przykłady zrealizowane na wykładach, zagadnienia wskazane na wykładzie do samodzielnego studiowania.
Ćwiczenia/Lektorat	Na podstawie wyników kolokwiów przeprowadzanych podczas zajęć w semestrze. Za każde kolokwium student otrzymuje od 0 do 4 punktów. Kolokwia nie podlegają poprawie. Nieobecność (bez względu na jej przyczynę) na kolokwium jest równoznaczna z uzyskaniem 0 punktów. Zaliczenie ćwiczeń wymaga zdobycia ponad 50% wszystkich punktów. Studenci, którzy nie uzyskają zaliczenia z ćwiczeń na podstawie sumy zdobytych punktów, tj. suma zdobytych punktów będzie <=50% wszystkich punktów, będą pisali kolokwium zaliczające ćwiczenia. W trakcie ćwiczeń będzie można uzyskać dodatkowe cztery punkty za aktywność. Punkty za aktywność nie będą wliczane do sumy punktów wymaganych do zaliczenia ćwiczeń. Punkty za aktywność (dwa lub więcej) będą jednym z warunków dopuszczenia do egzaminu zerowego. Punkty za aktywność będą wpływały na ocenę końcową z WM. W trakcie ćwiczeń można stracić punkty uzyskane na kolokwiach! UJEMNE PUNKTY będą przyznawane za RAŻĄCY brak aktywności w ćwiczeniach lub za nieznajomość PODSTAWOWYCH, KLUCZOWYCH zagadnień omawianych na wykładach.
Laboratorium	Na podstawie sprawozdań z wykonanych zespołowych ćwiczeń laboratoryjnych. Za każde zaliczone sprawozdanie każdy z członków zespołu otrzymuje jeden punkt lub dwa punkty. Każde ćwiczenie laboratoryjne musi być zaliczone na co najmniej jeden punkt. Laboratoria są zaliczone wtedy, kiedy każde ze zrealizowanych w semestrze ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczone.
Projekt/Seminarium	Na podstawie sprawozdań z wykonanych zadań projektowych. Za każdy zaliczony projekt będą przyznawane punkty: 1, 2 lub 3 w zależności od zrealizowanego zakresu i terminu oddania. Każdy projekt musi zostać zaliczony w zakresie minimalnym na 1 punkt. Projekty można zaliczać do końca sesji zasadniczej.
Ocena końcowa	Ocena końcowa jest propocjonalna do sumy punktów. W trkacie semestru i egzaminu student może uzyskać maksymalnie 100 pkt,w tym za ćwiczenia 24 punkty, za projekty 21 punktów, za laboratoria 10 punktów, za egzamin 45 punktów.

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	P. Smela; R. Szozda; L. Ziemiański	Modeling of the Cryogenic Tank to Warehouse Liquefied Natural Gas (LNG) in the Event of the Earthquake	2024
2	B. Miller; L. Ziemiański	Multi-Objective Optimization of Thin-Walled Composite Axisymmetric Structures Using Neural Surrogate Models and Genetic Algorithms	2023
3	B. Miller; L. Ziemiański	Detection of Material Degradation of a Composite Cylinder Using Mode Shapes and Convolutional Neural Networks	2021
4	B. Miller; L. Ziemiański	Identification of Mode Shapes of a Composite Cylinder Using Convolutional Neural Networks	2021
5	P. Nazarko; A. Prokop; L. Ziemiański	Digitalization of historic buildings using modern technologies and tools	2021
6	A. Borowiec; L. Folta; G. Kędzior; A. Kulon; B. Miller; M. Rajchel; T. Siwowski; D. Szynal; Ł. Szyszka; B. Wójcik ; L. Ziemiański	Opracowanie programu i przeprowadzenie badań na specjalistycznej platformie wstrząsowej symulującej wstrząsy tektoniczne dla słupów kompozytowych wysokości 9 m	2020
7	B. Miller; L. Ziemiański	Optimization of Dynamic and Buckling Behavior of Thin-Walled Composite Cylinder, Supported by Nature-Inspired Agorithms	2020
8	B. Miller; L. Ziemiański	Optimization of dynamic behavior of thin-walled laminated cylindrical shells by genetic algorithms and deep neural networks supported by modal shape identification	2020
9	P. Nazarko; L. Ziemiański	Application of Elastic Waves and Neural Networks for the Prediction of Forces in Bolts of Flange Connections Subjected to Static Tension Tests	2020
10	A. Borowiec; L. Folta; L. Janas; G. Kędzior; R. Klich; A. Kulon; P. Nazarko; G. Piątkowski; T. Siwowski; D. Szynal; Ł. Szyszka; B. Wójcik ; D. Ziaja; L. Ziemiański	Przegląd specjalny mostu stalowego w km. 108.404 oraz kładek dla pieszych w km. 166.188; 174.410; 184.875; 223.194 lini nr 91 Kraków Główny - Medyka	2019
11	A. Kozłowski; T. Siwowski; L. Ziemiański	Distributed fibre optic sensors for advanced structural health monitoring of FRP composite bridge	2019
12	B. Markiewicz; B. Miller; L. Ziemiański	Numerical Analysis of Free Vibration of Laminated Thin-Walled Closed-Section Shell Structures	2019
13	B. Markiewicz; G. Piątkowski; Ł. Szyszka; D. Ziaja	Experimental verification of the numerical model of a reinforced concrete arch	2019
14	B. Miller; L. Ziemiański	Frequency optimisation of composite cylinder using an evolutionary algorithm and neural networks	2019
15	B. Miller; L. Ziemiański	Maximization of Eigenfrequency Gaps in a Composite Cylindrical Shell Using Genetic Algorithms and Neural Networks	2019
16	M. Kaczmarzyk; M. Musiał; G. Piątkowski	Preliminary assessment of a flat roof radiation on radiative heat gains of nearby windows – a case study	2019