SD2411 Lättkonstruktioner och FEM 8,0 hp

Lightweight Structures and FEM

Grundläggande strukturmekanik, analys av tunnväggiga förstyvade skal, plana plattor, stabilitetsteori och inledning till finita elementmetoder.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 för programstuderande

HT18 för programstuderande

Lärandemål

Undervisningen avser att ge en grundlig insikt i de olika konstruktionselementens verkningssätt, ge teorier för analys samt ge kännedom om flygplanets och andra lättkonstruktioners problem, särskilt ur hållfasthets-, styvhets- och viktssynpunkt. Vidare ges inledande utbildning i användandet av datorer vid analys och dimensionering av lättkonstruktioner.

Efter fullgjord kurs ska deltagarna kunna

  • Identifiera och beskriva olika konstruktionselements syfte och funktion i lätta strukturer.
  • med utgångspunkt från en problemställning välja passande konstruktionselement, med hänsyn till funktion och vikt
  • analysera och dimensionera tunnväggiga balkar och förstyvade skal med avseende på spänning, deformation och stabilitet
  • resonera och arbeta bekvämt med begrepp och storheter från tidigare kurser (t.ex. masscentrum och yttrögghetsmoment) såväl som begrepp som introduceras i denna kurs, t.ex. skjuvflöde, välvning och lokalbuckling.
  • beskriva hur finita elementprogram är uppbyggda och kunna tillämpa dem för analys av enklare strukturelement
  • skriva ett enkelt finita elementprogram i Matlab och använda det för att lösa balkproblem
  • förklara skillnader i resultat från olika analysverktyg utifrån förståelse för olikheter i de approximationer som de inbegriper.

Kursens huvudsakliga innehåll

Lättkonstruktioners principiella uppbyggnad samt analys av lastfall, spänningar och deformationer. Introduktion till datorbaserad strukturmekanik och finita elementmetoder (FEM). Böjning, skjuvning, vridning och välvning av tunnväggiga öppna, slutna och förstyvade sektioner. Grundläggande platteori (Kirchhoff). Instabilitet hos balkar och plattor (Eulerknäckning, vridknäckning och lokalbuckling).

Behörighet

Differential- och integralkalkyl, diff-ekvationer, linjär algebra, hållfasthetslära och grundläggande programering. Lite tidigare erfarenhet av FEM och Matlab är också en fördel men inte ett formellt krav.

Litteratur

Megson, T.H.G., Aircraft structures for engineering students, 4th Edition, Edward Arnold 2007. (2a eller 3e upplagan täcker också innehållet med reservation för sid- och kapitelhänvisningar)

Kompendier

Examination

  • LAB1 - Laborationer, 2,0, betygsskala: P, F
  • LAB2 - Laborationer, 2,0, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 4,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

•  LAB1 - Laborationer, 2,0 hp, betygsskala: P, F

•  LAB2 - Laborationer, 2,0 hp, betygsskala: P, F

•  TEN1 - Tentamen, 4,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Skriftlig tentamen (TEN1; 4 hp) och datorlaborationer (ÖVN1 och ÖVN2 2; 2+2 hp).

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Examinator

Stefan Hallström <stefanha@kth.se>

Påbyggnad

SD2413 Fiberkompositer - analys och design

SD2416 Strukturoptimering och sandwichdesign

SD2432 Lättviktsdesign

SD2450 Biomekanik och neuronik

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2011.
Examinationsinformation gäller från och med HT2007.