Overordnede kursusmål:

Kompositmaterialer bruges i stigende omfang til design af avancerede og lette strukturer, så som vindmøllevinger, fly, land køretøjer, maritime fartøjer samt strukturer til brug i rummet.

Formålet med dette kursus er at give de studerende den nødvendige baggrund med henblik på at kunne designe og analysere komponenter og store konstruktioner fremstillet af lette kompositmaterialer.

Læringsmål:

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

• Redegøre for og anvende de grundlæggende metoder indenfor klassisk laminat- og sandwich teori
• Redegøre for den generelle sammenhæng mellem snitkræfter, snitmomenter og spændingsfordelinger for laminat- og sandwich konstruktionselementer
• Benytte bjælke- og pladeteori med standardløsninger til at beregne udbøjninger af bjælker og plader
• Redegøre for tilgængelige konstruktionsmaterialer indenfor fiberarmerede plastkompositkonstruktioner og disse materialers egenskaber, fordele og ulemper
• Redegøre for strukturelle designmetoder og forstå hvordan belastninger og randbetingelser påvirker det strukturelle design
• Anvende state-of-art brudkriterier til at beregne svigt i laminat- og sandwich konstruktionselementer
• Anvende design og analyseværktøjer til at dimensionere en specifik kompositkonstruktion
• Evaluere resultater opnået via standard eller egne udviklede design- og analyseværktøjer imod et forventet respons af konstruktionen
• Modellere og analysere kompositkonstruktioner i ABAQUS eller tilsvarende finite element software, under statiske last tilfælde og buling

Kursusindhold:

Kurset vil fokusere på forståelsen af det strukturelle respons og svigt af kompositkonstruktioner udsat for belastning. Dette vil opnås ved at give de studerende praktiske og beregningsmæssige metoder til at analysere og designe disse strukturer. Fokus vil til dels være på design af vindmøllevinger, men den opnåede viden vil være relevant for design af andre typer af kompositkonstruktioner.

Kursets indhold er ligeligt fordelt mellem teoretiske metoder til analyse og den praktiske anvendelse af disse metoder i design. Følgende teoretiske emner vil blive dækket i løbet kurset:

- Oversigt over komposit videnskab og teknologi (materialer, produktion, applikationer);

- Mekanik af et lamina (anisotropi, spænding/​tøjnings-tensorer, konstitutive relationer, kinematik);

- Mekanik af laminater (vægt på klassisk laminat teori, andre teorier i korte træk);

- Svigtanalyser (svigtkriterier progressiv skades-/svigt-analyse, buling);

- Bjælke og pladeteori for monolitiske fiberforstærkede kompositter;

- Bjælke og pladeteori for sandwichkonstruktioner;

- Finite Element Analyse (FEA) af kompositkonstruktioner (formulering, element teknologi);

- Design og analyse af kompositkonstruktioner


Forståelse og anvendelse af ovenstående emner opnås gennem praktiske øvelser i design og svigt af komposit og sandwich komponenter (FEA og programmering i Matlab eller lignende).

Mulighed for GRØN DYST deltagelse:

Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk

Kursusansvarlig:

Kim Branner , Risø Campus, Bygning 115, Tlf. (+45) 4677 5470 , kibr@dtu.dk
Vladimir Fedorov , Risø Campus, Bygning 115 , vlfe@dtu.dk