Materialvalg i Produktutforming STE 6235, Materials Selection in Product Design Utarbeidet av emneansvarlig Annette Meidell Foreleser i kurset studieåret 2007/2008 er dr. ing førsteamanuensis Annette Meidell Forelsesningsplan, Uke 45 og 49, 2007 http://ansatte.hin.no/am/studenter/ingdes.html 11. december 2007 Part I Uke 45, 5.-11. november 2007 1 Mandag (dag 1, uke 1) Kapittel 1 Introduksjon (introduction) Kapittel 2 Materialer i design (materials in design) Utviklingen i bruk av materialer (the evolution of engineering materials) Utviklingen av materialbruken i støvsugere (the evolution of materials in vacuum cleaners) Design prosessen (the design process) Forskjellige typer design (types of deisgn) Design verktøy og material data (design tools and materials data) 1
Kapittel 3 Funksjon, materiale, form og prosess (function, material, shape and process) Eksempel på forskjellige konsepter av design (examples of different design concepts) Ingeniørmaterialer og deres egenskaper (engineering materials and their properties) Kapittel 4 Klasser av engineering-materials (the families of engineering materials) Definisjon av materialegenskapene (the definition of material properties) Materialutvalgskart (Material selection charts) Materialegenskaper (exploring material properties) Introduksjon til dataprogrammet Cambridge Engineering Selector (CES) (introduction to the software Cambridge Engineering Selector (CES)) Materialutvalgskart (material property charts) 2 Tirsdag (dag 2, uke 1) Kapittel 4 fortsetter Materialutvalgskart (Material selection charts) Materialegenskaper (Material properties) Materialutvalgskart (Material property charts) Kapittel 5 Videoforelesninger Materialvalg - basis (Material selection - the basis) Utvegelsesstrategi (The selection strategy) Egenskaper, begrensninger og materialindekser (Attribute limits and material indices) Materialindekser (Material indices), Eksempler: 1: Materialvalg for en kjøleribbe (Materials for heat sinks) 2: Materialer for luftledninger (Materials for overhead transmission lines) 2
3: Materialindeksen til en lett, sterk stang (1: The material index for a light, strong tie) 4: Materialindeksen til en lett, stiv bjelke (2: The material index for a light, stiff beam) Prosedyre for materialvalg (The selection procedure) Introduksjon til dataprogrammet Cambridge Engineering Selector (CES) (Introduction to the software Cambridge Engineering Selector (CES)) Dataprogrambasert materialvalg (Computer-aided selection) 3 Onsdag (dag 3, uke 1) Materialvalg - case studies (Materials selection - case studies) Materialer for årer (Materials for oars) Speil for store teleskop (Mirrors for large telescopes) Materialer for bord-bein (Materials for table legs) Materialer for bygninger (Structural materials for buildings) 4 Torsdag (dag 4, uke 1) Materialvalg - case studies (Materials selection - case studies) Materialer for bygninger (Structural materials for buildings) Materialer for svinghjul (Materials for flywheels) 5 Fredag (dag 5, uke 1) Materialer for fjærer (Materials for springs) Elastiske hengsler (Elastic hinges and couplings) Materialer for forsegling (Materials for seals) Design av sprø polymer med tanke på nedbøyning (Deflection-limited design with brittle polymers) 3
Part II Uke 49, 3.-9. desember 2007 6 Mandag (dag 1, uke 2) Isolasjon for korte perioder (Insulation for short-term isothermal containers) Energi effektive tørkeovnsvegger (Energy-efficient kiln walls) Materialer for passiv sol-oppvarming (Materials for passive solar heating) Materialer for å minimere termisk deformasjon i komponenter der nøyaktighet er viktig (Materials to minimize thermal distortion in precision devices) Materialer i varmevekslere (Materials for heat exhangers) Materialer for radarkuppel (Materials for radomes) 7 Tirsdag (dag 2, uke 2) Materialer i varmevekslere (Materials for heat exhangers) Materialer for radarkuppel (Materials for radomes) Sikre trykk-tanker/beholdere (Safe pressure vessels) Video 4
8 Onsdag (dag 3, uke 2) Kun for ID Stivt, dempende material i bord brukt til viberasjonstesting (Stiff, high damping materals for shaker tables) Nylonlager for skips-ror (Nylon bearings for ships rudders) Kapittel11 Materialvalg - materiale og form (Selection of material and shape) Formfaktorer (Shape factors) Mikroskopisk eller mikro-strukturelt form faktor? (Microscopic og micro-structural shape factors) Grenser til formfaktorer (Limits to shape factors) Undersøkelse og sammenligninger av forskjellige profiler (Exploring and comparing structural sections) Materialindekser inkludert form (Material indices that incude shape) 9 Torsdag (dag 4, uke 2) Kun for ID Materialvalg - materiale og form (Selection of material and shape) Materialindekser inkludert form (Material indices that incude shape) Valg av både material og form (Co-selecting material and shape) Effektiviteten til standardprofiler (The efficiency of standard sections) Materialgrenser for formfaktorer (Material limits for shape factors) Kapittel 7.3 +7.4 (s. 172-179) i gammel bok som dere får kopi av + notater fra forelesningene 10 Fredag - (dag 5, uke 2) Kun for ID Kapittel 12 fortsetter Valg av material og form: eksempler (Selection of material and shape: case studies) Materialgrenser for formfaktorer (Material limits for shape factors) 5
Kapittel12 Valg av material og form: eksempler (Selection of material and shape: case studies) Vingebjelke for håndkraft drevet fly (Man-powered flight) Oppsummering (Summing up) Part III Andre opplysninger Vurderingsform i emnet: Skriftlig individuell eksamen under tilsyn - obligatorisk arbeid. Studieadministrasjonen setter opp eksamensdato, se i Arena. For mer detaljert informasjon, se emnebeskrivelsen til emnet. Obligatoriske innleveringer Følgende obligatorisk arbeid inngår som en del av undervisningsformen; En øvingsoppgave skal innleveres som rapport per studieuke. Studenten kan selv velge det øvingssettet eller tidligere eksamenssettet som skal innleveres for godkjenning hver uke. Innleveringsfrist; mandag etter undervisningsuken, før kl.09.00. Besvarelsen skal gjøres individuelt, og med studentens egne formuleringer, og leveres faglærers postboks eller på kontoret til faglærer. Godkjente innleverte oppgaver gir adgang til eksamen. For å få adgang til kontinuasjonseksamen må studenten innlevere de obligatoriske oppgavene til faglærer senest 4 uker etter ordinær eksamen (i tillegg til de vanlige kravene for adgang til kontinuasjonseksamen). IB-studentene behøver ikke å levere inn innleveringsoppgave i uke 2 til Annette Meidell. Tillatte hjelpemidler til eksamen: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt (dvs. kalkulatoren skal kun inneha enkle numeriske og trigonometriske funksjoner. Kalkulatoren skal ikke ha grafisk display, og ved kontroll skal den være enkelt identifiserbar). Eksamensbesvarelse Eksamen kan besvares på nordisk og/eller engelsk. Pensumlitteratur: - M. F. Ashby: Materials Selection in Mechanical Design, third edition, 2005, Elsevier Butterworth-Heinemann, ISBN 0 7506 6168 2. - Notater/kompedium/utdelt materiale/forelesninger samt prosjektoppgavene. 6
Pensum: Pensum fra boken er det som er listet opp i denne forelesningsplanen, utdelt materiale samt alle øvinger og det som er gått igjennom i forelesningene. Det kan bli endringer underveis, så følg med på hjemmesiden til faget, og hold deg oppdatert med evt. nye forelesningsplaner som blir lagt på nettet. 7