Overordnede kursusmål:

Materialevalg:
• At blive i stand til at vælge det bedste materiale til en given konstruktionsdel ud fra krav og ønsker til konstruktionsdelen, samt give kvalificerede bud på en hensigtsmæssig formgivning og beskyttelse af komponenten
Styrkelære:
• At kunne anvende materialers styrkebeskrivelser og styrkebeskrivende parametre til at beregne styrke og udbøjning for en bjælke under forskellige belastninger. Desuden at kunne dimensionere bjælker og bolte, så man undgår træthedsbrud.
Maskinelementer:
• At blive i stand til at kunne dimensionere og vælge udvalgte maskinelementer til en given anvendelse.

Læringsmål:

En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Vælge det bedste materiale ud fra krav til konstruktionsdelens styrke, både den elastiske styrke og brudstyrken
• Vælge det bedste materiale ud fra krav til konstruktionsdelens maksimale udbøjning
• Vælge materialer under hensyn til revner i materialet
• Vælge materialer under hensyn til udmattelsesbelastninger (varierende belastninger), og ønsker om konstruktionens ønskede levetid
• Vælge materialer under hensyn til slitage
• Vælge materialer under hensyn til materialeegenskaber ved forhøjede temperaturer
• Vælge materialer under hensyn til materialekrybning
• Vælge materialer under hensyn til korrosion og korrosivt miljø
• Dimensionere en prismatisk bjælke under forskellige belastninger ud fra krav til bjælkens styrke og udbøjning, samt levetid i tilfælde af en varierende belastning
• Dimensionere en bolt under forskellige belastninger, samt boltens tilspænding både under konstante og varierende belastninger
• Dimensionere og vælge et rulningsleje til en given anvendelse
• Dimensionere og vælge en trykfjeder og en vridfjeder til givne anvendelser

Kursusindhold:

Materialevalg:
• Materialers atomare opbygning og strukturer og ændringer i disse, når de bliver udsat for en mekanisk påvirkning
• Metaller og legeringer, Keramiker, glaser, polymerer, elastomerer, hybridmaterialer, naturmaterialer og opskummede materialer
• Materiale egenskaber
• Materialedatabaser. Introduktion til materialedatabaseprogrammet CES
• Metode til valg af materialer
• Udvælgelse af materialet ved benyttelse af et materialeindeks
• Materialevalg til konstruktioner der skal opfylde et styrkekrav
• Materialevalg til konstruktioner, der skal opfylde et stivhedskrav
• Revner og revneudbredelse
• Valg af materialer og komponentdesign for at undgå træthedsbrud.
• Materialegenskabers temperaturafhængighed
• Slid og friktion
• Krybning og brug af materialer ved høje temperaturer
• Korrosion og brug af materialer i korrosive miljøer
Styrkelære:
• Trækprøvediagrammet, flydespænding, trækspænding, brudspænding, flydetøjning, plastiske forlængelse samt arbejdet ved plastisk deformation.
• Metoder til at omsætte oplysninger om en bjælkers ydre belastninger til kræfter og kraftmomenter inde i bjælken.
• Beregninger af spændingerne i en bjælke, under forskellige belastninger. Herunder neutralplan, fladeinertimoment.
• Beregninger af en bjælkes deformation under forskellige belastninger.
• En gennemgang af mekanismer bag træthedsbrud, samt metoder til at undgå disse for bjælker og bolte.
Maskinelementer:
• Kugle og rulle lejer, dimensionering og valg ud fra krav til levetider og belastninger.
• Bolte. Dimensionering af bolte til anvendelse ved forskellige belastninger og belastningstyper. Desuden beregning af boltens forspændingskraft og tilspændingskraftmoment.
• Fjedre. Dimensionering af trykfjedre og vridfjedre til anvendelse under forskellige forhold, samt krav til konstruktionen, fjedrene skal indsættes i.

Litteraturhenvisninger:

• Materials: Engineering, Science, Processing and Design, ISBN-978-1-85617-895-2, af Michael Ashby, Dr Hugh Shercliff & David Cebon.
• Noter af Carsten Rützou, der downloades fra CampusNettet.
• PC databaseprogrammet CES, udviklet af Granta Design, Cambridge, UK
• (H. E. Krex: Maskinståbi)
• (SKF: Huvudkatalog)

Litteratur anført i parenteser lånes på biblioteket (et eksemplar pr. gruppe).

Bemærkninger:

Programmet CES med et års betalt licens udleveres på en Cd-rom ved begyndelsen af semesteret. De studerende kan gratis få efterfølgende et års licenser udleveret, så længe de studerer på DTU. Programmet virker kun på Microsoft operativsystemer. Studerende, der har MAC computere skal installere et Microsoft styresystem for at få programmet til at fungere

Kursusansvarlig:

Carsten Rützou , carru@dtu.dk