Τμήμα Επιστήμης & Μηχανικής Υλικών

Τελευταία τροποποίηση: 06 Αυγούστου 2024 στις 20:59:22

Διδάσκων

Τζεράνης Δημήτριος

Email: tzeranis@materials.uoc.gr

Τηλ.: (+30) 2810394278 & (+30) 2810 391510

Γραφείο: Β227 κτίριο Επιστήμης Υπολογιστών, ΠΚ & Δ031 κτίριο IMBB, ITE

Ώρες γραφείου:

Προαπαιτούμενα μαθήματα

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα για αυτό το μάθημα

Διδασκόμενη ύλη

  • Νόμοι του Νεύτωνα. Μεταφορική και περιστροφική κίνηση. Περιγραφή δυνάμεων και ροπών μέσω διανυσμάτων. Συστήματα συντεταγμένων. Βαθμοί ελευθερίας.
  • Σημειακές και κατανεμημένες δυνάμεις. Ισοδύναμες δυνάμεις.
  • Ισορροπία στερεού σώματος. Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος. Εσωτερικές και εξωτερικές δυνάμεις. Εδράσεις, αντιδράσεις και φορτίσεις.
  • Είδη φορέων. Ευστάθεια. Ισοστατικότητα.
  • Στατικές και κυκλικές φορτίσεις. Ημιστατικές λύσεις. Αρχή της επαλληλίας.
  • Εσωτερικές δυνάμεις σε γραμμικούς φορείς. Δικτυώματα. Διαγράμματα NQM.
  • Τάσεις, τροπές, μετατοπίσεις και παραμορφώσεις. Ορθή και διατμητική τάση και τροπή. Καταστατικές εξισώσεις ισότροπων ελαστικών υλικών. Νομός Hooke.
  • Τάσεις σε γραμμικούς φορείς υπό φορτία i) αξονικής δύναμης, ii) στρεπτικής ροπής, iii) καμπτικής ροπής.
  • Ροή τάσεων. Συγκέντρωση τάσης. Συντελεστές συγκέντρωσης τάσεων.
  • Ανάλυση πολυαξονικών τασικών πεδίων. Κύκλος Mohr. Κύριες τάσεις. Τασικά πεδία σε γραμμικούς φορείς υπό σύνθετη καταπόνηση.
  • Διαγράμματα τάσεων/τροπών σε μονοαξονική φόρτιση. Μέτρο ελαστικότητας. Τάση διαρροής. Αντοχή. Ολκιμότητα. Στερρότητα. Πραγματική τάση/παραμόρφωση. Ελαστική και πλαστική συμπεριφορά των υλικών. Εξίσωση Ramberg-Osgood.
  • Επικίνδυνη διατομή. Οριακή και επιτρεπόμενη τάση. Συντελεστής ασφαλείας.
  • Αστοχία υλικών υπό στατική καταπόνηση σε όλκιμη και ψαθυρή θραύση. Κριτήρια αστοχίας (Tresca, Von Mises, Mohr).
  • Aστοχία σε κόπωση. Δημιουργία και διάδοση ρωγμών. Διαγράμματα S-N.
  • Λυγισμός. Ευστάθεια λύσεων μετατοπίσεων. Τύπος Euler. Τύπος τέμνουσας.
  • Μετατοπίσεις σε φορείς υπό φόρτιση. Αιτιότητα μετατοπίσεων και φορτίσεων.
  • Ανάλυση σύνθετων πεδίων τροπών. Κύκλος Mohr.
  • Υπολογισμός μετατοπίσεων σε γραμμικούς φορείς υπό εφελκυσμό, στρέψη και κάμψη.
  • Υπολογισμοί αντιδράσεων, τάσεων και μετατοπίσεων σε υπερστατικούς φορείς.
  • Καταστατικές εξισώσεις υλικών. Ισότροπα και ανισότροπα ελαστικά υλικά. Ιξωδοελαστικά υλικά. Ποροελαστικά υλικά.
  • Μετρήσεις τροπών, δυνάμεων και ροπών.
  • Γενικευμένος νόμος Hooke. Εισαγωγή στις αριθμητικές μεθόδους ανάλυσης φορέων.
  • Ιστοσελίδα μαθήματος

    Το eclass του μαθήματος.

    Μαθησιακά αποτελέσματα

    Eισαγωγικό μάθημα της μηχανικής υλικών. Εισάγει τους/τις φοιτητές/τριες στις βασικές έννοιες της στατικής και της μηχανικής του στερεού στο πλαίσιο της δομής-ιδιοτήτων των υλικών.

    Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα:

    • Μπορεί να καταστρώσει διαγράμματα ελευθέρου σώματος και να εφαρμόσει τις εξισώσεις ισορροπίας δυνάμεων.
    • Γνωρίζει το νόημα των εξωτερικών και εσωτερικών δυνάμεων και θα μπορεί να υπολογίσει τις αντιδράσεις και τις εσωτερικές δυνάμεις σε ισοστατικούς γραμμικούς φορείς υπό μηχανική φόρτιση.
    • Γνωρίζει τις έννοιες της τάσης, της τροπής και της μετατόπισης, και βασικές καταστατικές εξισώσεις που τις συνδέουν σε διάφορα είδη υλικών (ελαστικά, πλαστικά, ανισότροπα, ιξωδοελαστικά).
    • Μπορεί να υπολογίσει το τασικό πεδίο σε διατομές ισοστατικών γραμμικών φορέων υπό φορτία αξονικής δύναμης, στρεπτικής ροπής ή καμπτικής ροπής.
    • Έχει κατανοήσει τις έννοιες της ροής δυνάμεων, της ροής τάσεων και της συγκέντρωσης τάσεων.
    • Έχει κατανοήσει την έννοια των στατικών και δυναμικών φορτίων και τάσεων.
    • Μπορεί να εφαρμόσει τον κύκλο του Mohr και να υπολογίσει τις κύριες τάσεις σε σύνθετα τασικά πεδία.
    • Μπορεί να εφαρμόσει τα κριτήρια αστοχίας των υλικών για όλκιμη και ψαθυρή θραύση ώστε να διαστασιολογήσει εξαρτήματα.
    • Γνωρίζει τις βασικές έννοιες της κόπωσης και μπορεί να αξιολογεί την αστοχία ενός φορέα που υποβάλλεται σε κυκλική μηχανική φόρτιση.
    • Γνωρίζει το φαινόμενο του λυγισμού και μπορεί να μελετήσει υποστηλώματα.
    • Μπορεί να υπολογίσει τις μετατοπίσεις σε ισοστατικούς γραμμικούς φορείς υπό φορτία αξονικών δυνάμεων, στρεπτικών ροπών και καμπτικών ροπών.
    • Μπορεί να υπολογίσει τις αντιδράσεις, τάσεις και μετατοπίσεις σε υπερστατικούς γραμμικούς φορείς.
    • Μπορεί να κατανοήσει τις έννοιες των γραμμικών, στρεπτικών και καμπτικών ελατηρίων.

    Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

    Μέθοδοι Aξιολόγησης

    Τελική εξέταση.

    Βιβλιογραφία

    • Νικόλας Αράβας, Μηχανική των Υλικών (2η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2023
    • Beer-Johnston-Dewolf-Mazurec, Μηχανική των Υλικών (2η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2010
    Τύπος Υποχρεωτικό
    Εξάμηνο Ε
    ECTS 5
    Εβδομαδιαίες Ώρες Διδασκαλίας 4
    Γλώσσα Ελληνικά

    Περιεχόμενα