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

• Redegøre for tilgængelige konstruktionsmaterialer inden for fiberarmerede plastkompositkonstruktioner og disse materialers egenskaber, fordele og ulemper.
• Anvende klassisk laminat teori på komposit strukturer og grundlæggende metoder inden for klassisk sandwich teori.
• Forklare forskellene mellem bjælke og plade strukturer og anvende klassisk Euler-Bernoulli teori til at beregne udbøjning af bjælker.
• Løse udbøjning og bule opgaver for laminerede plader ved hjælp af Kirchhoff's pladeteori.
• Anvende forskellige svigt kriterier for kompositmateriale og i sandwich konstruktionselementer.
• Skitsere forskellige udmattelsesmodeller for kompositmaterialer.
• Analysere strukturen af en 10 MW vindmøllevinge ud fra stivhed, styrke og udmattelse ved at anvende analysemetoder lært i løbet af kurset.
• Redegøre for den generelle sammenhæng mellem snitkræfter, snitmomenter og spændingsfordelinger for sandwich konstruktionselementer.
• Redegøre for strukturelle designmetoder og forstå hvordan belastninger og randbetingelser påvirker det strukturelle design.
• Anvende design og analyseværktøjer til at dimensionere specifikke kompositkonstruktioner.
• Evaluere resultater opnået via standard design- og analyseværktøjer imod et forventet respons af konstruktionen.
• Modellere og analysere kompositkonstruktioner i ABAQUS eller tilsvarede finite element software, under statiske lasttilfælde og buling.

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);

- Klassisk laminat teori;

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

- 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). 18. januar, 2017