At opnå forståelse for samspillet mellem konstruktioners funktion, geometriske udformning og materialevalg, herunder fremstillingsprocessernes indflydelse. I kurset behandles mekaniske grundbegreber, og deltagerne sættes i stand til at analysere simple konstruktioners og delkomponenters stivhed og styrke - herunder indflydelsen af materialers mekaniske egenskaber. Opstilling af simple idealiserede matematisk/fysiske modeller trænes. Herudover skal deltagerne opnå kendskab til materialers opbygning samt egenskaber og kunne foretage materialevalg for simple konstruktioner.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
opstille ligevægtsbetingelser for plane og rumlige kraftsystemer, herunder anvende vektorrepræsentation af kræfter og momenter
bestemme spændinger og tøjninger i simple, lineært elastiske konstruktionselementer ved anvendelse af Hookes lov for énakset træk samt foretage dimensionering under hensyntagen til initiering af plastisk flydning og buling
benytte statik og delsystemer ved beregning af reaktioner, herunder friktion, og snitkræfter, samt redegøre for de anvendte modelantagelser
beregne stangkræfter i statisk bestemte plane gitre ved brug af snitmetoden og knudepunktsmetoden
bestemme massemidtpunkt og inertimoment for simple tværsnit
bestemme spændinger og deformationer i simple plane bjælker udsat for bøjning samt runde stænger udsat for vridning
beregne en krafts arbejde samt oplagret elastisk energi, og relatere dette til energibevarelsesprincippet
identificere og klassificere materialetyper og beskrive bindingstyper for forskellige materialeklasser
genkende krystaltyper, enhedsceller og krystalgitre i metaller og simple keramer
differentiere mellem elastisk, plastisk og viskoelastiske opførsel af metaller, keramer og polymerer samt klassificere deformations og styrkeøgende mekanismer og processer i materialer
forklare forholdene mellem simple deformationsmekanismer og mekaniske egenskaber
foreslå passende materialer for produkter der bruges i hverdagen baseret på materialeegenskaber og fremstillingsprocesser
Kursusindhold:
Med udgangspunkt i et konkret produkt, eksempelvis en cykel, gives en forståelse for de strukturelle og funktionelle egenskaber, der er knyttet til de enkelte dele af produktet og materialet, det er fremstillet af. Materialegrupperne metaller, keramer, polymerer og kompositter gennemgås. Der introduceres begreber som friktion, kræfter og momenter, spændinger, deformationer og tøjninger, en-akset lineær elasticitet, plastisk deformation, kinetisk og potentiel energi. Begreberne relateres til komponenters geometriske udformning og ydre belastning, og de relateres til materialers opbygning dvs. kemisk struktur, bindingstyper, krystal- og fasestrukturer samt mikrostrukturer for kompositter og porøse materialer. Samspillet mellem komponenters egenskaber under belastning, materialeparametre og geometrisk udformning belyses ved analyse af simple tilfælde af en-akset træk/tryk, bøjning, vridning og buling.
Tilrettelæggelse: Den grundlæggende statik indlæres gennem case studier, en vigtig del heraf er opstilling af simple fysisk/matematiske modeller ud fra en given konstruktion. Eksisterende software såsom Cambridge Engineering Selector benyttes i forbindelse med interaktivt materialevalg. Viden opnået i kurset udnyttes i semesterets to poster projekter, hvor opbygning af en konstruktion analyseres for statik og materialevalg - både ud fra styrkemæssige og funktionelle kriterier.
Bemærkninger:
Studerende optaget på civil-bachelorlinien Design & Innovation har fortrinsret til kurset. Kurset er en integreret del af 1. semester på civil-bachelorlinien Design & Innovation.
