Μηχανική Στερεών Υλικών

Στοιχεία Μαθήματος
Διδάσκων (Διδάσκοντες):
Προπτυχιακά Μαθήματα, 5o Εξάμηνο (3ο Έτος, Χειμερινό)
Κατηγορία μαθήματος: Υποχρεωτικά Μαθήματα
Τύπος Μαθήματος: Επιστημονικής Περιοχής
Γλώσσα Διδασκαλίας: Ελληνικά
Κωδικός Μαθήματος: CHM_582
Μονάδες: 4
Μονάδες ECTS: 5
Τύπος Διδασκαλίας: Διαλέξεις (3Ωρ./Εβδ.) Φροντηστήριο (1Ωρ./Εβδ.)
Διαθέσιμότητα μαθήματος σε φοιτητές Erasmus: Όχι
Σύνδεσμος URL Περιεχομένου Μαθήματος: CMNG2114
Λεπτομέρειες Μαθήματος

Στο τέλος αυτού του μαθήματος ο/η φοιτητής/φοιτήτρια θα πρέπει να:

- Κατανοεί τις έννοιες και αρχές που εφαρμόζονται σε διάφορους φορείς που υπόκεινται σε διάφορα φορτία και τα αποτελέσματα αυτών των φορτίων.

- Αναλύει τους φορείς που υπόκεινται σε εφελκυσμό, θλίψη, στρέψη, κάμψη και σύνθετες φορτίσεις χρησιμοποιώντας τις θεμελιώδεις έννοιες της τάσης, παραμόρφωσης και ελαστικής συμπεριφοράς των υλικών. Αναλύει λεπτότοιχα δοχεία υπό πίεση. 

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών 

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις 

Λήψη αποφάσεων 

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής 

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

Οι φοιτητές/τριες πρέπει να έχουν γνώση μαθηματικών και φυσικής.

-Βασικές αρχές της μηχανικής στερεών υλικών: Επισκόπηση του ρόλου της μηχανικής στερεών υλικών στη μηχανική, με έμφαση στη μηχανική υλικών και τη χημική μηχανική. Εισαγωγή σε θεμελιώδεις έννοιες όπως η τάση, η παραμόρφωση, η παραμόρφωση υλικού και η υπόθεση του συνεχούς.

-Μηχανική απαραμόρφωτων στερεών: Διάγραμμα Ελευθέρου Σώματος, Ροπή, Φορείς, Στηρίξεις, Αναγωγή Κατανεμημένων Φορτίων, Ισοζύγια Δύναμης και Ροπής, , Εσωτερικές Δυνάμεις, Διαγράμματα NQM.

-Δομική Ανάλυση : Ισοστατικοί Επίπεδοι Δικτυωτοί Φορείς, Στερεότητα και Ισοστατικότητα, Μέθοδος Κόμβων, Μέθοδος Τομών Ritter.

-Μηχανική παραμορφώσιμου στερεού: Βασικές αρχές της ελαστικότητας. Εισαγωγή στη γραμμική ελαστικότητα και στο νόμο του Hooke, με έμφαση στα ισότροπα και ανισότροπα υλικά. Έννοιες της ενέργειας παραμόρφωσης και εφαρμογές της ελαστικότητας στη μηχανική.

-Προβλήματα Ελαστικότητας - Συνοριακών τιμών: Ανάλυση βασικών προβλημάτων ελαστικότητας, όπως η συγκέντρωση τάσεων, οι κύλινδροι με παχιά τοιχώματα υπό πίεση και η διάδοση κυμάτων σε ελαστικά στερεά, καταδεικνύοντας τις πρακτικές εφαρμογές της θεωρίας της ελαστικότητας.

-Πλαστική παραμόρφωση: Μελέτη μονοδιάστατων μοντέλων πλαστικότητας, που καλύπτουν την ελαστική-τελικά πλαστική συμπεριφορά, την υποχώρηση, τη σκλήρυνση και τις παραμένουσες τάσεις σε παραμορφωμένα υλικά. Πολυδιάστατες θεωρίες: Εξέταση των κριτηρίων διαρροής, όπως τα von Mises και Tresca, και των σχέσεων τάσης-παραμόρφωσης για πλαστικά υλικά. Εισαγωγή στο αξίωμα ευστάθειας του Drucker.

- Είδη καταπονήσεων: Εφελκυσμός, Θλίψη, Στρέψη, Κάμψη, Λυγισμός, Κόπωση

-Ερπυσμός και ιξωδοελαστικότητα: Διερεύνηση της χρονοεξαρτώμενης συμπεριφοράς των υλικών, συμπεριλαμβανομένων των νόμων του ερπυσμού και των σταδίων της ερπυστικής παραμόρφωσης. Εισαγωγή σε ρεολογικά μοντέλα όπως του Maxwell και του Kelvin-Voigt για την περιγραφή της ιξωδοελαστικότητας.

-Μηχανική της θραύσης - Βασικές αρχές: Ανάλυση της διάδοσης ρωγμών και της αστοχίας υλικών, συμπεριλαμβανομένου του κριτηρίου Griffith για την εύθραυστη θραύση και των επιδράσεων της πλαστικότητας σε όλκιμες θραύσεις. Έμφαση σε εφαρμογές σε κρίσιμες για την ασφάλεια κατασκευές.

-Σύνθετα υλικά: Μελέτη της μηχανικής συμπεριφοράς σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες, με έμφαση στον κανόνα των μιγμάτων, τη μεταφορά φορτίου και τους μηχανισμούς αστοχίας σε πολυφασικά υλικά.

-Προχωρημένα θέματα σε ελαστικά-πλαστικά υλικά: Εισαγωγή στη θερμοελαστικότητα και τις θερμικές τάσεις, μαζί με συζητήσεις σχετικά με την εξαρτώμενη από τον ρυθμό πλαστικότητα. Εφαρμογές αυτών των εννοιών στην επεξεργασία υλικών και τη δομική ανάλυση.

-Εφαρμογές στον μηχανολογικό σχεδιασμό: Εστίαση σε πραγματικές εφαρμογές στερεών υλικών στην αεροδιαστημική, τις κατασκευές και τη μηχανολογική μηχανική. Ανάλυση μηχανικών εξαρτημάτων υπό συνδυασμένες συνθήκες φόρτισης.

Χρήση Η/Υ και video projector

Χρήση ιστοσελίδων

Προβολή video

Οργάνωση Διδασκαλίας

Δραστηριότητα

Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου

Διαλέξεις

52

Επίλυση ασκήσεων στο σπίτι

39

Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας

52

Εξετάσεις

6

Σύνολο Μαθήματος

149

Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):

149 Ώρες

Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.

Η αξιολόγηση περιλαμβάνει:

Τελική εξέταση (100%)

ή/και 3 προόδους κατά τη διάρκεια του έτους 

Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2114/

και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.

  • Anand, L., Kamrin, K., & Govindjee, S. (2023), Introduction to Mechanics of Solid Materials, Oxford University Press

  • Π.Α. Βουθούνης, “Τεχνική Μηχανική”, Εκδ. 2011. (ISBN: 978-960-85431-7-1)

  • F.P. Beer, E.R. Johnston Jr, J. T. DeWolf, D.F. Mazurek “Μηχανική των Υλικών” (Μεταφρ.), Εκδ. Τζιόλα, 2012 (ISBN: 978-960-418-381-4)