- 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
Litteraturhenvisninger:
Kompendium: Litteratur for kursus 46420 (DTU Polyteknisk
Boghandel)
