SE2129 Brottmekanik och utmattning 9,0 hp

Fracture Mechanics and Fatigue

OBS!

Detta är en nedlagd kurs.

Kursen behandlar teorier för dimensionering av strukturer innehållande sprickor.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Maskinteknik
  • Betygsskala

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

Sista planerade examination: VT21.

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

När en lastbärande struktur tappar sin funktionalitet beror det i allmänhet på någon from av haveri till följd av en instabilitet eller av sprickbildning. I det senare fallet växer en existerande eller nybildad spricka till kritisk storlek, vilken beror av materialets seghet och typ av last. Lasten kan t.ex. vara konstant, ökande eller variera cykliskt i tiden. Avancerade analytiska och numeriska ingenjörsmetoder har utvecklats och nått en nivå som gör det möjligt att analysera och utvärdera strukturer med defekter så att kritiska lastnivåer kan förutsägas eller livslängd bestämmas. Kursens mål är att ge grundläggande kunskap om brott i material och förmåga att analysera och utvärdera strukturer som innehåller skarpa defekter.

Efter avslutad kurs skall deltagaren kunna

  • Identifiera och beskriva olika brott och skademekanismer i material och strukturer.
  • Förklara hur en spricka påverkar en struktur och beskriva det spännings- och töjningstillstånd som uppkommer framför en spricka i olika material.
  • Tillämpa olika metoder för att beräkna den sprickdrivande kraften i linjära och olinjära material och formulera lämpliga brottvillkor för stationära och växande sprickor i dessa material.
  • Utvärdera brottseghet i material för stationära och växande sprickor med hjälp av linjära och olinjära testmetoder.
  • Utvärdera spricktillväxtdata från material utsatt för cyklisk last i ett utmattningstest.
  • Undersöka om en spricka kommer att växa stabilt eller instabilt.
  • Beskriva och förklara den teoretiska bakgrunden för linjär och olinjär brottmekanik.
  • Analysera väl definierade brottmekaniska problem för både linjära och olinjära material som utsätts för monotont ökande eller cykliska laster.

Kursens huvudsakliga innehåll

Kursen ger kunskap om fenomenologiska teorier för brott i solider och strukturert som innehåller skarpa sprickor och om konventionell utmattningsteori för livslängdsprediktioner, samt hur denna kunskap kan tillämpas vid dimensionering av konstruktioner.

Behörighet

Kursen förutsätter att kunskaper motsvarande innehållet i en av grundkurserna SE1010, SE1020, eller SE1055 har inhämtats. Dessutom förutsätts även innehållet motsvarande kursen SE1025 FEM för ingenjörstillämpningar.

Rekommenderade förkunskaper

SE1010, SE1020 eller SE1055 Hållfasthetslära grundkurs och
SE1025 FEM för ingenjörstillämpningar

Litteratur

Nilsson, F. Fracture Mechanics from theory to applications, Hållfasthetslära, KTH, 1999.

Faleskog, J. and Nilsson, F., Examples in fracture mechanics, Hållfasthetslära, KTH, 2014.

Formelsamling i Hållfasthetslära, 11:e upplagan, Hållfasthetslära, KTH, 2014 (Svensk utgåva) eller Handbook of Solid Mechanics, Hållfasthetslära, 2010 (English Edition).

Referensliteratur:

Ted L. Anderson, Fracture mechanics: Fundamentals and applications, 4th Ed., 2017, CRC Press.

Examination

  • HEM1 - Hemuppgift, 3,0, betygsskala: P, F
  • LAB3 - Laboration, 1,0, betygsskala: P, F
  • TEN3 - Tentamen, 5,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Godkända hemuppgifter (HEM1; 3 hp)
Godkänd laborationskurs (LAB3; 1 hp)
Godkänd skriftlig tentamen (TEN3; 5 hp)

Ges av

SCI/Hållfasthetslära

Examinator

Bo Alfredsson <alfred@kth.se>

Jonas Faleskog <faleskog@kth.se>

Övrig information

Kursen har ersatts av SE2139 Brottmekanik, 6hp, och SE2137 Utmattning, 6hp.

Påbyggnad

Högre kurser i hållfasthetslära.

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med VT2018.
Examinationsinformation gäller från och med VT2015.