OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA (przedmiot lub grupa przedmiotów)

Nazwa modułu/przedmiotu

Przedmioty techniczne

Przedmioty:

Nauka o materiałach

Inżynieria wytwarzania

Elektrotechnika i elektronika

Mechanika techniczna oraz wytrzymałość materiałów

Nazwa jednostki prowadzącej przedmiot Instytut Fizyki

kierunek

specjalność specjalizacja semestr/y poziom kształcenia/forma

kształcenia

forma studiów

Edukacja

techniczno-

informacyjna

wszystkie III, IV, V SPS stacjonarne

Nazwisko osoby prowadzącej (osób prowadzących)

Dr inż. Danuta Galanciak, dr Tomasz Wróblewski, mgr Agnieszka Włodarkiewicz, mrg Paweł Rochowski

Koordynator

Dr inż. Danuta Galanciak

Formy zajęć: Liczba godzin: Liczba punktów ECTS

N

(nauczyciel)

S

(student)

Nauka o materiałach

Wykład 30 20 2

Analiza literatury 5

Przygotowanie do egzaminu 15

Ćwiczenia audytoryjne 30 20 2

Przygotowanie do ćwiczeń 10

Rozwiązywanie problemów postawionych

podczas zajęć

10

Inżynieria wytwarzania

Wykład 20 30/30 (TI)/55 (naucz) 2/3 (naucz)

Analiza literatury 10/20

Przygotowanie do zaliczenia 20/35

Elektrotechnika i elektronika

Wykład 30 20 2

Analiza literatury 10

Przygotowanie do egzaminu 10

Laboratorium 30 30/45 (TI) 2/3 (TI)

Przygotowanie do ćwiczeń 15/15

Wykonanie ćwiczeń oraz przygotowanie

sprawozdań

15/30

Mechanika techniczna oraz wytrzymałość materiałów

Wykład 30 30 2

Analiza literatury 10

Przygotowanie do egzaminu 20

Ćwiczenia audytoryjne 30 30 2

Przygotowanie do ćwiczeń 10

Rozwiązywanie problemów postawionych

podczas zajęć

20

Razem 200 180/195(TI)/205(naucz) 14/15 (naucz, TI)

Metody dydaktyczne

wykład z prezentacją multimedialną

pokaz,

ćwiczenia audytoryjne: rozwiązywanie zadań i problemów praktycznych

zajęcia laboratoryjne

Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymogami wstępnymi

A. Wymagania formalne: treści programowe przedmiotów - Fizyka, Chemia, Matematyka

B. Wymagania wstępne: znajomość podstaw matematyki, fizyki oraz chemii.

Cele przedmiotu 1. Zapoznanie studentów z nowoczesnymi technologiami materiałowymi stosowanymi w przemyśle. Nabycie

umiejętności doboru materiałów do określonych zastosowań technologicznych. Wprowadzenie do nanomateriałów.

2. Nabycie umiejętności projektowania materiałowego i doboru materiałów inżynierskich z zastosowaniem me-

tod CAMD i CAMS. Zapoznanie z własnościami wytrzymałościowymi materiałów metalicznych i ich struktur.

Zdobycie umiejętności stosowania technologii wytwarzania w celu kształtowania produktów, ich struktury i własno-

ści.

Nabycie umiejętności rozwiązywania zadań technicznych, posługując się modelowaniem matematycznym oraz sy-

mulacją komputerową, na podstawie znajomości praw i metod mechaniki technicznej oraz wytrzymałości materia-

łów. Zapoznanie studentów z metodami analizy obwodów elektrycznych, działaniem przyrządów elektronicznych,

podstawy działania układów elektronicznych.

Treści programowe

A. Treści wykładu

1. Fizyczne podstawy budowy materii. Materiały techniczne naturalne i inżynierskie, porównanie ich struktury,

własności i zastosowania. Zasady doboru materiałów do różnych zastosowań technologicznych. Podstawy

projektowania materiałowego. Źródła informacji o parametrach materiałów inżynierskich i ich zastosowa-

niach. Metale i ich stopy. Przemiany fazowe, kształtowanie struktury i własności materiałów. Stale i odlewni-

cze stopy żelaza. Metale nieżelazne i ich stopy. Szkła i ceramika szklana. Materiały spiekane i ceramiczne.

Materiały polimerowe, kompozytowe. Materiały biomimetyczne, inteligentne i funkcjonalne. Metodyka kom-

puterowego wspomagania projektowania materiałowego (CAMD) i doboru materiałów (CAMS). Warunki

pracy i mechanizmy zużycia i dekohezji materiałów inżynierskich. Metody badania materiałów. Nanotechno-

logia i nanomateriały.

2. Procesy wytwarzania materiałów inżynierskich. Dobór materiałów. Procesy technologiczne kształtowania

struktury i własności inżynierskich stopów metali: obróbka cieplna, metalurgia proszków, wytwarzanie i

kształtowanie materiałów ceramicznych, szkieł, materiałów polimerowych i kompozytowych, odlewanie i ob-

róbka plastyczna metali i stopów. Obróbka ubytkowa i inne technologie kształtowania postaci geometrycznej.

Obróbka powierzchniowa i cieplno-chemiczna. Procesy cięcia termicznego oraz łączenia i spajania. Procesy i

organizacja montażu. Technologia maszyn. Procesy technologiczne w elektrotechnice, elektronice i optoelek-

tronice. Projektowanie procesów technologicznych i projektowanie materiałowe – aspekty ekonomiczne,

technologie proekologiczne, recykling, zapewnienie jakości. Automatyzacja i robotyzacja procesów wytwa-

rzania. Stosowanie technik komputerowych w inżynierii wytwarzania.

3. Wstęp do zagadnień elektrotechniki i elektroniki. Rys historyczny. Podstawy teorii obwodów elektrycznych.

Obwody prądu stałego. Obwody prądu zmiennego. Metrologia elektryczna. Fizyka ciała stałego, półprzewod-

niki. Złącze p-n, diody. Tranzystory złączowe i polowe. Optoelektronika. Wzmacniacze tranzystorowe i ope-

racyjne. Nieliniowe układy elektroniczne. Sprzężenie zwrotne. Generatory. Podstawy techniki cyfrowej,

układy cyfrowe kombinacyjne i sekwencyjne. Przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe. Na-

noelektronika.

4. Mechanika techniczna. Mechanika ciała stałego i płynu w ujęciu klasycznym. Aksjomaty mechaniki. Staty-

ka: równowaga w płaskim i przestrzennym układzie sił, tarcie, analiza belek, słupów ram i kratownic. Kine-

matyka: ruch punktu materialnego i ciała sztywnego, ruch płaski, obrotowy i kulisty bryły, ruch złożony. Dy-

namika: dynamika punktu materialnego i ciała sztywnego, prawa Newtona, prawa zachowania energii, dyna-

mika w ruchu złożonym. Mechanika płynów: ciśnienie hydrostatyczne i hydrodynamiczne, podstawowe poję-

cia kinematyki płynu i teorii przepływu, równanie Bernoulliego, przepływ potencjalny, lepkość kinematyczna

i dynamiczna, ruch jednowymiarowy cieczy, liczby kryterialne, podobieństwo mechaniczne przepływów cie-

czy, przepływ laminarny i turbulentny. Elementy dynamiki gazów, równanie Naviera-Stokesa. Zastosowanie

technik komputerowych w mechanice. Wytrzymałość materiałów. Stan naprężenia i odkształcenia. Kryteria i

badania wytrzymałościowe. Proste przypadki wytrzymałościowe. Podstawowe równania teorii naprężenia i

odkształcenia. Przestrzenny stan naprężeń i odkształceń. Prawa Hooke`a. Złożone stany naprężeń: ściskanie i

zginanie, zginanie ze ścinaniem i skręcaniem. Podstawowe hipotezy naprężeń zredukowanych. Wyboczenie.

Zbiorniki cienkościenne. Rury grubościenne. Płyty. Wytrzymałość eksploatacyjna.

B. Program laboratorium – tematy doświadczeń wykonywanych przez studentów.

Wytrzymałość materiałów, wiadomości podstawowe (naprężenie, odkształcanie, charakterystyki wytrzymałościowe).

Stany naprężeń. Próba rozciągania i ściskania. Próby twardości. Próba udarności. Próba ścinania. Próba zginania.

Badanie tłoczności blach. Obróbka ręczna: trasowanie, piłowanie, cięcie, wiercenie. Obróbka wiórowa: toczenie, fre-

zowanie, szlifowanie. Techniki spajania: lutowanie (miękkie i twarde), spawanie elektrodą otuloną, spawanie

w osłonie gazów, klejenie. Zmontowanie i zbadanie charakterystyk podstawowych elementarnych układów elektro-

nicznych: filtrów, układu prostowniczego, układu wzmacniającego, wzmacniacza operacyjnego, układu stabilizatora,

układów cyfrowych kombinacyjnych, układów cyfrowych sekwencyjnych.

Efekty uczenia się

Wiedza (W_01) definiuje podstawowe materiały inżynierskie stoso-

wane w gospodarce , procesy ich wytwarzania oraz wzajemne

relacje pomiędzy strukturą materiałów inżynierskich, właści-

wościami, techniką ich wytwarzania a ich zastosowaniem

(W_02) opisuje zasady projektowania i kryteria doboru mate-

riałów inżynierskich

(W_03) opisuje zasady działania urządzeń do badania materia-

łów

(W_04) charakteryzuje podstawowe procesy technologiczne

obróbki materiałów,

(W_05) opisuje możliwości wykorzystania technik kompute-

rowych w inżynierii wytwarzania

(W_06) objaśnia zagadnienia z zakresu automatyzacji proce-

sów obrabiania materiałów

(W_07) opisuje podstawowe pojęcia z zakresu teorii obwo-

dów prądu stałego i przemiennego

(W_08) zna podstawy teorii teorie przewodnictwa i półprze-

wodnictwa

(W_09) zna podstawy techniki cyfrowej

(W_10) opisuje podstawowe pojęcia z zakresu nanoelektro-

niki

(W_11) ma podstawową wiedzę z zakresu statyki, kinematyki

oraz dynamiki ciała sztywnego, dynamiki płynów oraz teorii

naprężeń

(W_12) ma wiedzę na temat wytrzymałości eksploatacyjnej

(W_13) zna formy i metody tworzenia dokumentacji kon-

strukcyjnej,

(W_14) zna metody utrzymania urządzeń w gotowości tech-

nicznej,

(W_15) ma podstawowe wiadomości o stalowych konstruk-

cjach nośnych,

Umiejętności

(U_01) opisuje językiem fachowej analizy rynek nowocze-

snych materiałów inżynierskich

(U_02) ocenia materiały pod kątem ich zastosowania

(U_03) konstruuje doświadczenia w celu identyfikacji i okre-

ślenia właściwości materiałów

(U_04) buduje rozwiązania problemów technicznych w opar-

ciu o prawa mechaniki

Sposób zaliczenia oraz formy i podstawowe kryte-

ria oceny/wymagania egzaminacyjne

A. Sposób zaliczenia

Egzamin, zaliczenie z oceną

B. Formy i kryteria zaliczenia

Formy zaliczania

Egzamin pisemny i ustny, kolokwium pisemne, pro-

jekt, domowa praca kontrolna.

Ocena modułu jest średnią ważoną ocen poszczegól-

nych przedmiotów, dla których wagami są przypisane

im liczby punktów ECTS.

(U_05) konstruuje analizy wytrzymałościowe elementów ma-

szyn i urządzeń

(U_06) adaptuje do różnych zadań umiejętności obsługi urzą-

dzeń technicznych

(U_07) rozwiązuje zadania i problemy z teorii obwodów

(U_08) bada charakterystyki układów elektronicznych

(U_09) buduje podstawowe układy elektroniczne

(U_10) konstruuje rozwiązania problemów technicznych w

oparciu o prawa mechaniki przy użyciu specjalistycznego

oprogramowania

(U_11) tworzy analizy wytrzymałościowe elementów maszyn

(U_12) projektuje obliczenia wytrzymałościowe układów

mechanicznych z zastosowaniem komputerowego wspomaga-

nia projektowania maszyn,

(U_13) prezentuje graficznie elementy maszyn i układów

mechanicznych,

(U_14) konstruuje symulacje przydatne w eksploatacji i dia-

gnostyce urządzeń technicznych

Kompetencje społeczne

(K_01) rozumie potrzebę kształcenia się

(K_02) ma świadomość odpowiedzialności za podejmowane

przez niego przedsięwzięcia

(K_03) potrafi pracować zespołowo, przyjmując różne role w

grupie

(K_04) stosuje zasady bezpieczeństwa przy obróbce materia-

łów oraz pracy z urządzeniami elektrycznymi i elektronicz-

nymi

Matryca efektów kształcenia dla przedmiotu

Numer (symbol) efektu

kształcenia

Odniesienie do efektów

kształcenia dla programu

Poprzez symbole +, ++, +++

określamy stopnień pokrycia

danego efektu

Odniesienie do efektów kształcenia dla obszaru

Poprzez symbole +, ++, +++ określamy stopnień

pokrycia danego efektu

W_01 K_W11 ++, K_W15 +++ T1A_W01++, T1A_W02++, T1A_W07+++

W_02 K_W15+++ T1A_ W02+++, T1A_W07+++

W_03 K_W15+++ T1A_ W02+++

W_04 K_W15+++ T1A_W01+, T1A_W02+++, T1A_W07+++

W_05 K_W02+, K_W06++,

K_W15++

T1A_W01++, T1A_W02++, T1A_W03++,

T1A_W07++

W_06 K_W16+++ T1A_W02+,T1A_W03+++, T1A_W05+

W_07 K_W17 +++ T1A_W04++

W_08 K_W17 +++ T1A_W04++

W_09 K_W18++ T1A_W04++

W_10 K_W18++ T1A_W04++

W_11 K_W12 ++, K_W13++,

K_W14++

T1A_W01+, T1A_W04++, T1A_W05++,

T1A_W06+, T1A_W07++

W_12 K_W14+++ T1A_W04++,T1A_W06+++

W_13 K_W04++, K_W14++ T1A_W04++,T1A_W06++

W_14 K_W12++, K_W14+++ T1A_W04++,T1A_W06+++,T1A_W07++

W_15 K_W12+ T1A_W04++,T1A_W06+++,T1A_W07++

U_01 K_U07+ T1A_U04++, T1A_U07+++

U_02 K_U07+ T1A_U04++, T1A_U07+++

U_03 K_U07+, K_U17+ T1A_U04++, T1A_U08+, T1A_U09+++

U_04 K_U23+ T1A_U10+

U_05 K_U18+, K_U20+, K_U21+ T1A_U09+++

U_06 K_U14++ T1A_U04++, T1A_U05+++

U_07 K_U07+, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U09+++, T1A_U15+++

U_08 K_U07+, K_U16++, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U08++, T1A_U09+++,

T1A_U15+++

U_09 K_U05++, K_U07+, K_U19++ T1A_U04++, T1A_U09+++, T1A_U15+++

U_10 K_U12++ T1A_U09++, T1A_U14++

U_11 K_U17++ T1A_U08+++, T1A_U09+++

U_12 K_U12++, K_U17++ T1A_U08+++, T1A_U09+++, T1A_U14++

U_13 K_U18++ T1A_U03+++, T1A_U08+

U_14 K_U04++, K_U05++ T1A_U08+++, T1A_U09+++,

T1A_U14++,T1A_U15++

K_01 K_K01+++ T1P_K01+++

K_02 K_K05+++ T1P_K02+++, T1P_K05++, T1P_K07+++,

K_03 K_K04+++ T1A_K03+++

K_04 K_K02+++, K_K05+ T1A_K02+++, T1A_K05++

Wykaz literatury

A. Literatura wymagana do ostatecznego zaliczenia zajęć (zdania egzaminu):

1. Ashby Michael F., Jones David R.H., Materiały inżynierskie. Cz. 1 i 2, WNT, Warszawa 1997.

2. Blicharski M., Inżynieria materiałowa. Stal. WNT, Warszawa 2006.

3. Dobrzański L., Materiały inżynierskie i projektowanie materiałowe. Podstawy nauki o materiałach i me-

taloznawstwo, WNT, Warszawa 2006.

4. Gryboś R. : Podstawy mechaniki płynów, PWN, Warszawa 1989

5. Gryboś R.: Zbiór zadań z technicznej mechaniki płynów, PWN, Warszawa 2002

6. Horowitz P., Hill W., Sztuka elektroniki, WKŁ, Warszawa, 1995,

7. Muster A.: Kucie matrycowe – Projektowanie procesów technologicznych, Oficyna wydawnicza Poli-

techniki Warszawskie, Warszawa 2002.

8. Skoć A., Spałek J., Podstawy konstrukcji maszyn, t. 1, 2 i 3. WNT, Warszawa, 2006,

B. Literatura uzupełniająca

1. Galiny H. (red), Fizyka materiałów polimerowych. Makrocząsteczki i ich układy, WNT, 2008.

2. Grabowski L., Pracownia elektroniczna, WSiP, Warszawa, 1994.

3. Joniak S.(red), Badania eksperymentalne w wytrzymałości materiałów, Wydawnictwo Politechniki Poznań-

skiej, Poznań,2006.

4. Niezgodziński M., Niezgodziński T., Wzory, wykresy i tablice wytrzymałościowe, WNT, Warszawa 1994.

5. Perzyk M. i in.: Odlewnictwo, WNT, Warszawa 2000

6. Polowczyk M., Klugmann E., Przyrządy półprzewodnikowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk,

2001,

7. Rusek M., Pasierbiński J., Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa,

1999,

8. Stecewicz T., Kotlicki A., Elektronika w laboratorium naukowym, PWN, Warszawa, 1995,

9. Praca zb. pod red.: Tabora A., Zająca A., Rączki M., Zarządzanie jakością Politechnika Krakowska, Kraków

2000.

10. Wojciechowski W.: Techniki Wytwarzania, Wybrane zagadnienia ze spawalnictwa, Politechnika Krakowska,

Kraków 1999.

11. Niziński St., Elementy eksploatacji obiektów technicznych. Wydawnictwo UWM w Olsztynie, 2000,

12. Niziński St., Elementy diagnostyki obiektów technicznych. Wydawnictwo UWM w Olsztynie, 2001

Kontakt

danuta.galanciak@gmail.com