Kurset har som overordnet mål at bibringe de studerende en
forståelse af og viden om numerisk og analytisk modellering af
materiale- og procesteknologi med fokus på termomekaniske fænomener
i svejsning, overfladehærdning og fremstilling af kompositter. De
studerende gøres fortrolige med modelleringsmetoder (numeriske
såvel som analytiske) til beregning af termiske tøjninger og
spændinger ved termiske fremstillingsprocesser i metaller og
kompositmaterialer. Dette opnås ved at programmere de numeriske
metoder selv såvel som at bruge kommerciel software.
De anvendte metoder er generelle og kan anvendes ved analyse af en
lang række industrielle applikationer, herunder bl.a. i
bilindustrien, den maritime industri og indenfor vindenergi.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Forklare den grundlæggende natur af termiske tøjninger og
termiske spændinger
Forstå hvordan volumetriske tøjninger (termiske, kemiske, osv.)
spiller sammen med klassisk elasto-plasticitetsteori såvel som
klassisk laminatteori
Anvende numeriske såvel som analytiske metoder til at beregne
termiske spændinger i processer som svejsning, overfladehærdning og
fremstilling af kompositlaminater
Anvende Matlab til at løse partielle differentialligninger
Anvende Matlab til at løse termomekaniske problemer
Vurdere gyldigheden af numeriske løsninger ved sammenligning
med relevante analytiske løsninger
Vurdere mulighederne for at løse problemer, der involverer
termiske spændinger v.h.a. analytiske og numeriske metoder
Forklare betydningen af termisk inducerede residualspændinger
på den efterfølgende mekaniske opførsel af de fremstillede
emner
Kursusindhold:
Forelæsninger:
Analytiske og numeriske metoder til simulering af termiske
materialeprocesser herunder svejsning, overfladehærdning og
fremstilling af kompositmaterialer. Grundlæggende termomekanik.
Termisk tøjning. Termisk spænding. Interne og eksterne
indspændinger. Termoelasticitet. Numeriske og analytiske løsninger.
Termiske spændinger i overflader – anvendelser på overfladehærdning
og støbning. Termomekanik ved hærdning af kompositlaminater.
Termiske og kemiske tøjninger i klassisk laminat teori.
Termo-elasto-plasticitet. Return mapping algoritmen. Termomekanisk
analyse i svejsning. Satoh testen. Transiente og residuale
spændinger.
Computer øvelser:
Opstilling og programmering af algoritmer samt anvendelse af
FE-programpakker til termomekanisk simulering af svejsning,
overfladehærdning og hærdning af kompositter.
