- At give de studerende en grundig indsigt i og forståelse af materialers struktur og egenskaber, med særlig fokus på fibre og deres funktion i kompositmaterialer - At give de studerende en indsigt i de mikromekaniske modeller, som kan bruges til beskrivelse af kompositmaterialers virkemåde og egenskaber - At gøre de studerende i stand til at vælge kompositmaterialer med specifik egenskabsprofil
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive og beregne materialers mekaniske egenskaber ud fra deres kemiske og strukturelle opbygning
Forklare og beregne effekten af defekter for materialers styrke, og identificere metoder til at opnå stærke fibre
Redegøre for den kemiske og strukturelle opbygning, samt processering og egenskaber af praktisk relevante fibertyper (f.eks. glas, kul, cellulose, polyethylen, og aramid)
Forklare spredning i styrkeværdier for fibre ved hjælp af en statistisk metode (Weibull), og bruge metoden til at beregne størrelseseffekten for fiberstyrke
Omregne mellem vægt- og volumenfraktioner i kompositter, og forstå korrelationen mellem volumenfraktioner af fibre, matrix og porøsitet, for kompositter med forskellige fibervægtfraktioner
Beskrive og beregne fordeling og overførsel af kræfter i ensrettede kompositter med kontinuære og ikke-kontinuære fibre
Beregne stivhed af kompositter med en given sammensætning og opbygning, og designe kompositter i forhold til en ønsket egenskabsprofil
Redegøre for og beregne styrke af ensrettede kompositter ved hjælp af mikromekaniske modeller for single and multiple fracture
Identificere og estimere brudenergi af ensrettede kompositter ved hjælp af debonding, elastisk strækning og fiber pull-out mekanismer
Kursusindhold:
Introduktion til og historie om stærke og lette materialer; teoretisk maksimal styrke af materialer; defekter som årsag til praktisk lavere styrke; forstærkning af materialer; principper for forstærkning med inklusioner, især fibre; relevante fibertyper, deres struktur, fremstilling og egenskaber; statistisk analyse af styrkeværdier for fibre; volumetrisk sammensætning af kompositmaterialer, især porøsitet; mikromekaniske modeller for kompositmaterialer; interface mellem fibre og matrix; kraftoverførsel mellem fibre og matrix; kritisk fiberlængde; debonding og pull-out energi for fiberkompositmaterialer; single og multiple fracture; stivhed, styrke og brudenergi for kompositmaterialer
Litteratur:
A.R. Bunsell, J. Renard: Fundamentals of Fibre Reinforced Composite Materials, 398 sider, Institute of Physics, Series in Materials Science and Engineering, Bristol and Philadelphia, 2005. ISBN 0 7503 0689 0.
