Hoppa till huvudinnehållet
Inför kursvalSD2413 Fiberkompositer- analys och design 6,0 hpAdministrera Om kursen
Kursen avser ge grundläggande teoretiska och praktiska kunskaper om polymera fiberkompositer. Huvuddelen av kursen ägnas åt teoretiska grunder som sedan tillämpas på dator-, hem- och designuppgifter.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se information från rätt kursplan och kursomgång.

* Informationen tillhör Kursplan SD2413 (HT 2019–)

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Den här kursen behandlar teorin kring, analys och design av fiberkompositmaterial. Kompositmaterial, t.ex. kolfiberkomposit, are mycket högpresterande material för strukturer som medger stora vikbesparingar och därmed minskad energiåtgång och lägre emissioner speciellt för fordon såsom bilar, lastbilar, flygplan, fartyg och tåg. Ett kompositmaterial är uppbyggt av två eller fler ingående material; typiskt en fiberfas och en matrisfas. Arkitekturen tillåter att man kan skräddarsy egenskaperna genom att orientera fibrerna i de riktningar där de gör mest nytta. Detta skapar ett anisotropt material som kräver speciella metoder vid analysi och design.

I den här kursen utvecklar vi teorin för kompositlaminat för att kunna förutsäga dess styvhet och hållfasthet. Teorin appliceras i en MatLab-kod för analys av generella typer av laminat. Vi vidareutvecklar sen detta till plattor gjorde av kompositlaminat. Sen studeras andra speciella egenskaper för kompositmaterial samt hur man kan använda FEM för design av strukturer gjorda i kompositer. Vid slutet av kursen ska ett designproblem lösas med avsikten att ge mer ingenjörsmässiga kunskaper. Den industriella relevansen av kursinnehållet ges av gästföreläsare från industrin.

Lärandemål

Efter slutförd kurs ska studenten kunna

  • Förklara anisotropa materials mekaniska egenskaper och hur de skiljer sig från konventionella konstruktionsmaterial
  • Tillämpa klassisk laminatteori för att analysera kompositers styvhet och hållfasthet
  • Dimensionera ett kompositlaminat för önskade mekaniska egenskaper
  • Formulera och lösa ett kompositdesignproblem och kommunicera och försvara resultaten muntligt.

För högre betyg krävs dessutom

  • Analysera kompositplattor utsatta för olika belastningar
  • Vara betrodd med mer avancerade metoder för analys och design av kompositmaterial inkluderande brottkriterier och dess implementering, effekt av hål och notchar, utmattning, modeller för prediktering av tryckhållfasthet, samt kunna beskriva problem och metoder vid analys av kompositmaterial med FEM.

Kursupplägg

Den här kursen har ett klassiskt (eller gammeldags) upplägg. Föreläsningarna ges mestadel på tavla via en kombination av teoribildning och problemlösning. Teoribildningen följer en tydlig röd tråd under första halvan av kursen. Första delen av hemuppgiften bygger helt och hållet på den utvecklade teorin via att teorin programmeras i MalLab. Den pedagogiska idéen är alltså att programmeringsuppgiften ska vara ett ytterligare sätt att lära sig teorin. Koden som utvecklas ger också studenten ett mycket verktyg för att lösa problem.

Den andra delen av kursen är mer av en översikt av viktiga begrepp och teorier kring kompositmaterial. Teorin ges fortfarande i föreläsningsform men det är mindre problemlösning. Träning i systes och design ges av den andra delen av hemuppgiften.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Slutfört examensarbete på grundnivå.

Rekommenderade förkunskaper

SD2411 Lättkonstruktioner och FEM, och SD2414 Fiberkompositer - Material och tillverkning rekommenderas starkt. Grundläggande kunskaper i MATLAB är önskvärt.

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Zenkert D. and Battley M., Foundations of Fibre Composites, FLYG, paper 96-10, 1996.

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

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

Examination

  • TEN1 - Tentamen, 3,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • ÖVN1 - Hemuppgift, 3,0 hp, betygsskala: P, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s samordnare för funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg

Hemuppgift - godkänd rapport (ÖVN1; 3 HP)
Skriftlig tentamen (TEN1; 3 HP).

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Profile picture Dan Zenkert

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kurswebb

Ytterligare information om kursen kan hittas på kurswebben via länken nedan. Information på kurswebben kommer framöver flyttas till denna sida.

Kurswebb SD2413

Ges av

SCI/Farkost och flyg

Huvudområde

Ingen information tillagd

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

SD2415 Processmodellering för komposittillverkning 6,0 hp
SD2416 Structural Optimisation and Sandwich Design 6,0 hp