SE2137 Utmattning 6,0 hp

Fatigue

OBS!

Informationen nedan baseras på en kursplan som ännu inte har börjat gälla.

Utmattning av material handlar om förändrade material- och strukturegenskaper och plötsliga haverier på grund av cykliska belastningar. Ämnet blir allt viktigare genom nya och avancerade material samtidigt som existerande strukturer ska optimeras med avseende på materialutnyttjandet. Förändringarna resulterar i ett snabbt ökande behov av kunskap i och färdighet att hantera utmattning. Utmattning kan uppträda i olika material som metaller, keramik, kompositer och polymerer samt i kombination och synergi med den omgivande miljön. Ämnet har många olika tillämpningar inom vitt skilda branscher som fordons- och flygindustrierna, maskinkomponenter, biomekanik och offshoreindustrin. Kursen fokuserar på färdigheter att utföra utmattningsanalyser av befintliga komponenter och designfilosofier för nya utmattningsexponerade strukturer.

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Teknik
  • Betygsskala

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

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 Fatigue för programstuderande

Lärandemål

Kursens syfte är att deltagarna dels ska förstå utmattningens uppkomst och skadeprocess, och dels kunna använda olika verktyg och metoder för att dimensionera mot utmattning, avgöra haveririsk och kunna bestämma förväntad livslängd.

Efter avslutad kurs ska deltagarna:

  • förstå uppkomsten av utmattning, skadeprocessen och miljöns inverkan på processen,
  • kunna identifiera utmattingsskada jämfört med andra skador,
  • kunna dimensionera mot utmattning,
  • kunna kvantifiera risk för haveri på grund av utmattning samt
  • kunna bestämma förväntad livslängd på grund av utmattning inklusive miljöpåverkan.

Kursens huvudsakliga innehåll

Kursen bygger på teori och observationer om utmattningens uppkomst. Focus ligger på ingenjörsmetoder för bedömning av risk för utmattning och beräkning av förväntad livslängd, inklusive inverkan av miljö.

Kursen innehåller:

  • Spännings och töjningsbaserade metoder för att dimensionera mot utmattning vid enaxlig belastning avseende både ändligt liv och utmattningsgräns.
  • Dimensionering med delskada avseende laster med variabel amplitud.
  • Kriterier för dimensionering mot fleraxlig belastning där de fleraxliga lasterna kan vara proportionerliga eller icke-proportionerliga.
  • Statistiska metoder för att avgöra en komponents risk för haveri.
  • Linjär brottmekanik för att bestämma spricktillväxthastigheter och prediktera en komponents förväntade livslängd.
  • Fenomenologisk identifikation av utmattningsbrott som haveriorsak.
  • Mekanismer för uppkomst av utmattning.
  • Mekanismer för miljöbetingade haverier.
  • Metoder att inkludera miljöeffekter på utmattningshållfastheten.
  • Tillämpningsspecifika former av utmattning.
  • Utmattning i olika material.
  • Datorhjälpmedel och materialdatabaser för utmattningsanalys.

Behörighet

Grundkurs i hållfasthetslära SE1010, SE1020, SE1055 eller motsvarande.

Rekommenderade förkunskaper

Kursen SE1025 FEM för ingenjörstillämpningar eller en kurs med inslag av finit elementmetod, CAD eller datorstödd konstruktion är bra som bakgrund men inget krav. Grundläggande kurs i sannolikhetslära och statistik är bra bakgrund.

Litteratur

Utdraget material

Formelsamling i Hållfasthetslära, Hållfasthetslära, KTH, 2016

Examination

  • HEM1 - Hemuppgifter, 6,0, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, , betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, i samråd med KTH:s samordnare för funktionsnedsättning (Funka), om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning. Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Krav för slutbetyg

Obligatoriska hemuppgifter, HEM1, 6hp

Frivillig tentamen, TEN1, 0hp

Ges av

SCI/Hållfasthetslära

Kontaktperson

Bo Alfredsson

Examinator

Bo Alfredsson <alfred@kth.se>

Pål Efsing <efsing@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2019.
Examinationsinformation gäller från och med HT2018.