Overordnede kursusmål
At opnå forståelse for samspillet mellem konstruktioners funktion,
geometriske udformning og materialevalg, herunder muligheden for at
ændre materialets egenskaber ved f.eks. varmebehandling. I kurset
behandles mekaniske grundbegreber, og deltagerne sættes i stand til
at analysere simple konstruktioners og delkomponenters stivhed og
styrke - herunder indflydelsen af materialers mekaniske egenskaber.
Opstilling af simple idealiserede matematisk/fysiske modeller
trænes. Herudover skal deltagerne opnå kendskab til materialers
opbygning samt egenskaber og kunne foretage materialevalg for
simple konstruktioner.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- opstille ligevægtsbetingelser for plane og rumlige
kraftsystemer, herunder anvende vektorrepræsentation af kræfter og
momenter
- bestemme spændinger og tøjninger i simple, lineært elastiske
konstruktionselementer ved anvendelse af Hookes lov for énakset
træk samt foretage dimensionering under hensyntagen til initiering
af plastisk flydning og buling
- benytte statik og delsystemer ved beregning af reaktioner,
herunder friktion, og snitkræfter, samt redegøre for de anvendte
modelantagelser
- beregne stangkræfter i statisk bestemte plane gitre ved brug af
snitmetoden og knudepunktsmetoden
- bestemme massemidtpunkt og inertimoment for simple
tværsnit
- bestemme spændinger og deformationer i simple plane bjælker
udsat for bøjning samt runde stænger udsat for vridning
- beregne en krafts arbejde samt oplagret elastisk energi, og
relatere dette til energibevarelsesprincippet
- identificere og klassificere materialetyper og beskrive
bindingstyper for forskellige materialeklasser, herunder
krystalgitre i metaller og simple keramer
- beskrive de vigtigste funktionelle grupper i organisk kemi og
deres reaktionsmuligheder
- beskrive tilstandsfunktionsbegrebet og anvende dette på
faseovergange og kemiske ligevægte
- skelne mellem elastisk, plastisk og viskoelastiske opførsel af
metaller, keramer og polymerer samt klassificere deformations og
styrkeøgende mekanismer og processer i materialer
- foreslå passende materialer for produkter der bruges i
hverdagen baseret på materialeegenskaber
Kursusindhold
Med udgangspunkt i et konkret produkt, eksempelvis en cykel, gives
en forståelse for de strukturelle og funktionelle egenskaber, der
er knyttet til de enkelte dele af produktet og materialet, det er
fremstillet af. Materialegrupperne metaller, keramer, polymerer og
kompositter gennemgås. Der introduceres begreber som friktion,
kræfter og momenter, spændinger, deformationer og tøjninger,
en-akset lineær elasticitet, plastisk deformation, kinetisk og
potentiel energi. Begreberne relateres til komponenters geometriske
udformning og ydre belastning, og de relateres til materialers
opbygning dvs. kemisk struktur, bindingstyper, krystal- og
fasestrukturer samt mikrostrukturer for kompositter og porøse
materialer. Samspillet mellem komponenters egenskaber under
belastning, materialeparametre og geometrisk udformning belyses ved
analyse af simple tilfælde af en-akset træk/tryk, bøjning, vridning
og buling.
Tilrettelæggelse: Den grundlæggende statik indlæres gennem case
studier, en vigtig del heraf er opstilling af simple
fysisk/matematiske modeller ud fra en given konstruktion.
Eksisterende software såsom Cambridge Engineering Selector benyttes
i forbindelse med interaktivt materialevalg. Viden opnået i kurset
udnyttes i semesterets to poster projekter, hvor opbygning af en
konstruktion analyseres for statik og materialevalg - både ud fra
styrkemæssige og funktionelle kriterier.
Sidst opdateret
25. september, 2023