Overordnede kursusmål
At sætte deltagerne i stand til på et matematisk-fysisk grundlag at
beregne styrke- og stabilitets-forhold for forskellige typer af
teknisk vigtige lette plade-konstruktioner udført i stål, aluminium
og avancerede sandwich komposit-materialer, og at anvende dette
beregningsgrundlag til at analysere og dimensionere plade-elementer
i vægt-kritiske konstruktioner såsom fly, køretøjer, skibe, broer,
offshore-konstruktioner og rumfartøjer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Redegøre for de forudsætninger, der ligger til grund for 1.
ordens og højere ordens pladeteorier for både uafstivede, afstivede
og lagdelte sandwich-plader.
- Formulere relevante randbetingelser for pladefelter i større
pladekonstruktioner.
- Udføre teoretiske spændings- og deformations-analyser af
uafstivede og afstivede pladekonstruktioner med rektangulær
geometri ved hjælp af Naviers og Rayleigh-Ritz metode
(Energi-metoden).
- Udføre teoretiske spændings- og deformations-analyser af
sandwich-bjælker med forskydnings-deformationer.
- Udføre teoretiske spændingsanalyser af lagdelte sandwich-plader
med udgangspunkt i klassisk laminat-teori og grundlæggende
sandwich-teori med forskydnings-deformationer.
- Udføre teoretiske stabilitetsanalyser af rektangulære
uafstivede og afstivede plader og lagdelte sandwich-plader.
- Redegøre for ultimativ styrke af rektangulære, lateralt
belastede uafstivede og afstivede pladekonstruktioner.
- Redegøre for bæreevnen af rektangulære uafstivede og afstivede
pladekonstruktioner under trykbelastninger i pladens plan ved brug
af teorien for effektiv spændvidde.
- Beregne progressivt svigt af rektangulære, lateralt belastede
sandwich-plader ved brug af svigt-kriterier for
komposit-materialer.
- Anvende et kommercielt FEM program til analyse og design af en
uafstivet såvel som afstivet plade-konstruktion udført i enten
metalliske eller typiske sandwich komposit-materialer.
- Sammenligne analytiske, numeriske og eksperimentelt opnåede
resultater for en given belastet plade-konstruktion og herudfra
evaluere kvaliteten af de respektive resultater.
- Skrive en teknisk rapport over en undersøgelse omfattende
ovenstående punkter anvendt i et praktisk design-eksempel fra et
fly, køretøj, skib, bro, offshore-konstruktion eller
rumfartøj.
Kursusindhold
Hovedvægten i kurset er lagt på anvendelse af grundlæggende
analytiske metoder (baseret på differentialligninger,
energibevarelse og svigt-kriterier) for praktiske vægt-kritiske
pladekonstruktioner fra en vifte af anvendelses-applikationer
udført i såvel metalliske som avancerede sandwich
komposit-materialer, og derigennem at opnå en grundig fysisk
forståelse for pladekonstruktioners virkemåde og praktiske
anvendelse.
1) Uafstivede og afstivede plader: Differentialligninger,
stivhedsegenskaber af afstivede pladepaneler, spændingsbestemmelse,
randbetingelser, løsningsmetoder (Navier og Rayleigh-Ritz metoder).
Plader med store udbøjninger.
2) Lagdelte sandwich-bjælker og plader: Differentialligninger,
stivhedsegenskabers relation til klassisk laminat-teori,
spændingsbestemmelse, grundlæggende sandwich-teori med
forskydningsdeformationer og 1. ordens sandwich bjælke- og
plade-teori og løsningsmetoder.
3) Stabilitet af plader: Analytiske buling-løsninger,
energimetoden, afstivede plader, buling af lagdelte sandwich-plader
og indflydelse af imperfektioner.
4) Ultimativ styrke og progressivt svigt: Flydelinje-teori,
ultimativ styrke i kompression for metalliske plader, og progressiv
svigtanalyse af lagdelte sandwich-plader.
5) Designprincipper og praktisk anvendelse af både analytiske
løsninger og FEM-analyser for pladekonstruktioner indenfor typiske
vægtkritiske konstruktioner såsom fly, køretøjer, skibe, broer,
offshore-konstruktioner og rumfartøjer.
6) Eksperimentelle metoder til afprøvning af plade-konstruktioner
udført i metalliske såvel som komposit-materialer.
Bemærkninger
Kurset er relevant for både maskin- og bygnings-ingeniørstuderende
samt beslægtede fagområder såsom vindenergi, rumteknologi etc., ved
at understøtter disse fagområder med passende anvendelses-eksempler
og projektopgaver.
Sidst opdateret
02. maj, 2024