Moderne Materialer og Beregninger Modern Materials and Computations STE 6289 Høgskolen i Narvik, Sivilingeniørutdanningen (SiN) Narvik University College Emneansvarlig: professor dr.ing Annette Meidell Forelesere: professor dr.ing Annette Meidell (AM) og professor dr.scient Dag Lukkassen (DL) Forelsesningsplan, Uke 34, 35 og 39 2010 August 19., 2010 Fagets URL: http://ansatte.hin.no/am/studenter/modmemne.html 1
1 Uke 1 Uke 34, 23. august- 22. august 2010 1.1 Mandag Materialer og strukturer (AM), Part I i kompendiet. Velkommen til kurset! Møt opp i forelesningsrommet E1570 kl. 11.00-11.55. Foreleser vil gi informasjon og dele ut litt forskjellig materiale samt ha en forelesningstime. Introduction ( 8 min.) Ceramics and glasses (20 min.) Metals and alloys (11 min) Polymers and plastics ( the following videos): Polymers (10 min 51s) Crystallinity in polymers (5 min 28s) Glass transition temperature and melting temperature (8min 53s) Plastics (12 min 27s) Thermosettings and thermoplastics (5min 53s) Polymers plastics - ordinary lecture (vanlig forelesning) at kl. 11.00 (-11.55) Termoplaster Herdeplaster Tilsettingsstoffer Elastomerer Biopolymerer 2
1.2 Tirsdag Materialer og strukturer (AM), Part I i kompendiet fortsetter. Vanlige forelesninger starter kl. 10.15 (etter at dere har sett videoene under her) Polymerer Elastomers and rubbers (15min. 22s) Elastomers (13min.45s) Biopolymers (7min 8s) Kompositter (følgende videoer:) Typer og klassifisering(video,71/2min+5min) Naturlige kompositter (video, 4 min) Menneskeskapte kompositter (video ) Fiber-forsterkede kompositter (video,10 min) Keram-matrix-kompositt, CMC (video, 9 1/2 min) Metall-matrix-kompositt, MMC (video 8 1/2 min) Polymer-matrix-kompositt, PMC (video 7 min) Introduksjon til fiber(video51/2min) Vanlige forelesninger starter kl. 10.15 Kompositter (fortsetter) Fiber Aerogel compositter Tekstilkompositter Bio-inspirerte materialer Selvhelbredende materiale Materialer med motsatte egenskaper 3
1.3 Onsdag Mikrostrukturering (AM), (vanlig forelesning starter kl. 09.15, etter at dere har sett videoene under) Materialer og strukturer i planter og dyr (video, 33.min. 42 s.) Cellulære strukturer (forelesning starter kl. 09.15) Foams, metall, polymer og keram Hierarkiske strukturer Vanlig forelesning starter kl. 09.15 Smarte (intelligente) Materialer Farge-endrende materialer Lys-endrende materialer Bevegelses-endrende materialer Temperatur-endrende materialer Functional gradient materialer Solar Cell materials 1.4 Torsdag Sandwich-konstruksjoner (AM), Part II i kompendiet, (vanlig forelesning starter kl. 09.15, etter at dere har sett videoene under) Introduksjon samt ytterside-materialer (video 12 min. og 2 1/2 min.) Kjernematerialer (video 11 1/2 min.) Limstoffer (video 13 min.) Sandwichkonstruksjoner (video - 2 1/2 min) Nano-materialer, -teknologi (vanlig forelesning starter kl. 09.15) 4
Cellulære materialer og strukturer Sandwich bjelker/panels Nedbøyning Sandwich-konstruksjoner Design av Sandwich bjelker/panels Nedbøyning 1.5 Fredag Mer om sandwich-konstruksjoner (AM), (vanlig forelesning starter kl. 08.15. Videoene er foreløpig kun laget for deler av dagens pensum) Bending stiffness (Bøyestivhet) (13 min. 04 s) Shear stiffness (skjærstivhet) (4 min. 22 s) Sandwichkonstruksjoner Spenninger og tøyninger 5
2 Uke 2 Uke 35, 30 august -5. september 2010 2.1 Mandag Mer om sandwich-konstruksjoner (AM), vanlige forelesninger starter kl. 08.15. Sandwichdesign Designeksempel sandwichkonstruksjoner Feilmekanismer 2.2 Tirsdag Mekanismer og effektive egenskaper for komposittstrukturer og honeycombs (AM og DL), Part IV i Kompendiet, (videoundervisning hele dagen) FoU-området Homogensieringsteori ved HiN (video 12 min.) Innledning (video, 4 min. 40 s) Varmeledningstilfellet Generell teori (video 23 min. 34 s.) Laminater, sjakkbrettstrukturer og reitererte strukturer (video 17 min. 34 s.) Elastisitetstilfellet Ortotrope kompositter (video 17 min. 47 s.) Ensrettede og kvadratisk symmetriske kompositter (video 9 min. 57 s.) Numeriske metoder (video 13 min. 53 s.) koordinatsystem transformasjoner (video 11 min.) Litt om sandwichkonstruksjoner (video 2 min. 20 s. ) Sandwich-bedriften TAM (video 20 min. 10 s.) 6
2.3 Onsdag Mer om sandwich-konstruksjoner (AM), vanlige forelesninger starter kl. 08.15. Bruddmekanismer Optimalisering av sandwich-konstruksjon Designprosedyrer Sandwichkonstruksjon; Designprosedyrer GjørTutorialsiAnsysførtorsdagen(minst en "structural" (vinkelbrakett) og en "thermal" (støpeprosess)) 2.4 Torsdag Numerisk løsning av inhomogene materialer ved hjelp av Finite Elemet Metode (Ansys) (AM og DL), vanlige forelesninger starter kl. 08.15. Varmeledningstilfellet Elastisitetstilfellet Sammenligne formler med numeriske løsninger Ansys oppgave - obligatorisk (det er laget Ansys-video samt video om tips til Assignment 2, tilsammen 35 min.) 2.5 Fredag Mer om sandwich-konstruksjoner, plater (vanlige forelesninger starter kl. 08.15.) Cellulære Strukturer, Part III i kompendiet, Honeycombs Volumfraksjon In-plane og out-of-plane egenskaper 7
3 Uke 3 Uke 39, 27. september -3. oktober 2010 3.1 Mandag Beregningsprosjekt (AM). Prosjektarbeidet denne uka består av forskjellige små beregningsoppgaver som blir lagt ut på Its Learning til dere. Det numeriske beregningsprogrammet Ansys blir brukt til å løse oppgavene. 3.2 Tirsdag Beregningsprosjekt (AM). 3.3 Onsdag Beregningsprosjekt (AM). 3.4 Torsdag Beregningsprosjekt (AM). 3.5 Fredag Fabrikasjonsprosesser (AM ), samt gjesteforeleser Guy Beeri Mauseth vanlige forelesninger starter kl. 08.15. Generelle produksjonsprosesser (kompendiet + utdelt materiale) Fabrikasjon av polymerer Fabrikasjon av kompositter Lagvis produksjon Design-hensyn Valg av fabrikasjonsprosesser i henhold til Ashby-metoden (står ikke i kompendiet, men i Materials Selection in Mechanical Design boken av Ashby) 8
Fargenes betydning (utdelt materiale) 9
4 Andre opplysninger Vurderingsform i emnet: På eksamen skal 3 prosjektoppgaver innleveres i 1 eksemplar av hver, og de teller som del av eksamensbesvarelsen. De tre prosjektene skal uformes som tre rapporter, og de teller tilsammen 2/5 av den totale eksamenskarakteren. Den første prosjektoppgaven handler om materialer og strukturer, og skal værepåmax.5a4sidermed12pt.skrift. Det andre prosjektet er en beregningsoppgave på sandwich-strukturer, og skal være på max. 10 A4 sider med 12 pt. skrift. Oppgaven vil bli gitt i andre undervisningsuke. Dentredjeoppgaveneretberegningsprosjektsomerknyttettildentredje undervisningsuken ved å blant annet ta i bruk Ansys, og skal være på max. 10 A4 sider med 12 pt. skrift. Oppgaven vil bli gitt i tredje undervisningsuke. Prosjektbesvarelsene skal gjøres individuelt, og med studentens egne formuleringer. Husk å ta vare på prosjektrapportene, for de skal også leveres på en eventuell kontinuasjonseksamen. Adgang til kontinuasjonseksamen krever at prosjektoppgaven er godkjent innen 1 måned etter at ordinær eksamen er arrangert. For mer detaljert informajson se emnebeskrivelsen for emnet. Tillatte hjelpemidler til eksamen: Bestemt, enkel kalkulator tillatt, noe som betyr at kalkulatoren kun skal inneha enkle numeriske og trigonometriske funksjoner. Kalkulatoren skal ikke ha grafisk display, og ved kontroll skal den være enkelt identifiserbar. Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler tillatt, unntatt de prosjektrapportene som skal innleveres med eksamensbesvarelsen. Eksamensbesvarelse Eksamen kan besvares på nordisk og/eller engelsk. Spesielt: Prosjektrapportene skal leveres som del av eksamensbesvarelsen - så husk å ta de med på eksamen. Eksamensdato: Oppgis av studieadministrasjonen. Det blir i slutten av uke 40 eller i løpet av uke 41. Ellers: Hold deg oppdatert på it s learning, samt hjemmesidene til kurset: 10
http://ansatte.hin.no/am/studenter/modmemne.html og der videoforelesningene ligger: http://ansatte.hin.no/am/studenter/modmatr/videofor.html 11