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.
