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 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.
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);
- 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).
Sidst opdateret
06. maj, 2024