Κωδικός Μαθήματος: MM207E01

Εξάμηνο: 7ο – Τομέας: Σχεδιασμού και Κατασκευών

Κατηγορία: EKA2

Ώρες: 4

Μονάδες ECTS: 4

i. Μαθησιακά αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες θα είναι σε θέση να:

• Αναγνωρίζουν τα μέρη μηχανολογικών κατασκευών, τα οποία δέχονται επιφανειακές φορτίσεις, ώστε να προχωρούν στον υπολογισμό και τον επανασχεδιασμό τους με στόχο τη βελτιστοποίηση της απόδοσης της συνολικής κατασκευής.
• Επιλέγουν την καταλληλότερη επιφανειακή κατεργασία ανά είδος εδράνου, ώστε να διασφαλίζεται η ασφαλής λειτουργία και η μακρά διάρκεια ζωής του.
• Χρησιμοποιούν τις γνώσεις που απέκτησαν στο μάθημα της «Μηχανικής των Ρευστών», ώστε να επιλύουν αποτελεσματικά προβλήματα λίπανσης εδράνων ολίσθησης και κύλισης.
• Αξιοποιούν τις γνώσεις που απέκτησαν στα μαθήματα των μαθηματικών, της στατιστικής και της αριθμητικής ανάλυσης για να αναπτύσσουν αλγορίθμους πρόβλεψης της ασφαλούς λειτουργίας τριβοσυστημάτων.

ii. Γενικές ικανότητες

Για την επίτευξη των προαναφερομένων μαθησιακών αποτελεσμάτων:

• Στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος, θα ανατίθενται ομαδικές εργασίες, οι οποίες θα στηρίζονται στην αναζήτηση πρόσφατων βιβλιογραφικών δεδομένων, -π.χ. με την αξιοποίηση της βάσης Scopus,- στη σύνθεση των δεδομένων αυτών. Το μέρος αυτό του μαθήματος θα ολοκληρώνεται με την παρουσίαση των εργασιών των ομάδων στο σύνολο των φοιτητών που θα παρακολουθούν το μάθημα, προκειμένου οι τελευταίοι να θέσουν ερωτήσεις και να βαθμολογήσουν την απόδοση και τη σαφήνεια των συναδέλφων τους.
• Στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος, θα διεξάγονται μικρές εργαστηριακές ασκήσεις με στόχο τη συλλογή πρωτότυπων εργαστηριακών δεδομένων, τα οποία οι διαφορετικές ομάδες των φοιτητών θα επεξεργάζονται, θα αξιολογούν και θα τα παραδίδουν γραπτώς, υπό τη μορφή επιστημονικών άρθρων. Σε δεύτερη φάση, τα «άρθρα» αυτά θα διανέμονται σε άλλους φοιτητές του μαθήματος, οι οποίοι θα καλούνται να τα αξιολογήσουν με βάση τα διεθνώς αποδεκτά βιβλιογραφικά κριτήρια.

iii. Περιεχόμενο του μαθήματος

Αρχικά, αναπτύσσονται οι θεμελιώδεις μηχανισμοί που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια επιφανειακών καταπονήσεων κινούμενων μηχανολογικών μερών και εξαρτημάτων (επιφανειακές τάσεις κατά Hertz, τριβή και φθορά), καθώς και οι βασικές παραμέτροι που επηρεάζουν τη λειτουργία τριβοσυστημάτων (επιφανειακή τοπογραφία, ποιότητα διεπιφάνειας). Στη συνέχεια, αναπτύσσονται οι μέθοδοι ελαχιστοποίησης ενεργειακών απωλειών και διαστασιακών μεταβολών (στερεή, υγρή, υβριδική και αέρια λίπανση) και αναλύονται οι αρχές λειτουργίας και η τριβολογική απόδοση εδράνων ολίσθησης και εδράνων κύλισης. Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος ολοκληρώνεται με αναφορά στις τεχνικές επιφανειακής ενίσχυσης στερεών σωμάτων που στόχο έχουν τη μείωση του συντελεστή φοράς, κατά τη λειτουργία κινούμενων συζευγμένων στοιχείων.
Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος περιλαμβάνει τη διεξαγωγή εργαστηριακών ασκήσεων, αντίστοιχων των βασικών εννοιών που αναπτύσσονται στο θεωρητικό μέρος.

iv. Αξιολόγηση φοιτητών

Γραπτή ενδιάμεση εξέταση (50%) που περιλαμβάνει: Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, Ερωτήσεις σύντομης απάντησης, Επίλυση προβλημάτων Γραπτή τελική εξέταση (50%) που περιλαμβάνει: Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, Ερωτήσεις σύντομης απάντησης, Επίλυση προβλημάτων Έκθεση εργαστηρίου που θα περιλαμβάνει σύντομη βιβλιογραφική ανασκόπηση πρόσφατων επιστημονικών δεδομένων και επεξεργασία/αξιολόγηση πειραματικών δεδομένων από τη συμμετοχή στα εργαστηριακά μαθήματα.

v. Συνιστώμενη βιβλιογραφία

• Ψυλλάκη Π, Νικολακόπουλος Π. (2020). Μηχανική επιφανειών και εφαρμογές. Εκδόσεις Τζιόλα.
• Williams, J. (2005). Engineering Tribology. Cambridge University Press.
• Zum Gahr, K.-H. (1987). Microstructure and Wear of Materials. Elsevier Ltd.
• Holmberg, K. and Matthews A. (1998). Coatings Tribology. Elsevier Ltd.
• Basu,B. and Kalin, M. (2011). Tribology of Ceramics and Composites. John Wiley & Sons Inc