Kursplan - Farkoststrukturer och materiallära

Syfte

Kursen syftar till att ge studenten möjlighet att tillägna sig grundläggande kunskaper i hållfasthetslära, speciellt med inriktning mot applikationer på flyg- och rymdfarkoster. Kursen ska också ge studenten kännedom om olika materials mekaniska egenskaper samt förmåga att självständigt tillämpa kunskaperna på praktiska problem.

Lärandemål

Efter avklarad kurs ska studenten kunna

1. ställa upp jämviktsekvationerna för enkla och sammansatta objekt som belastas av yttre krafter och moment samt beräkna de normal- och skjuvspänningar som uppkommer i materialet
2. beräkna deformationer som uppkommer på objekt av olika material som utsätts för spänningar samt kunna bestämma olika gränsvärden för hållfastheten
3. lösa statiskt obestämda problem med hjälp av kompatibilitetssamband
4. beskriva hur olika farkostdelar kan idealiseras samt utföra skjuvflödes- och spänningsberäkningar med hjälp av dessa modeller
5. identifiera huvudegenskaperna samt vanliga atomordningar och mikrostruktur hos viktiga material, som metaller, keramer, polymer och kompositmaterial
6. redogöra för sambanden mellan materialens mekaniska egenskaper, inklusive brottmekanismer och dess underliggande mikroskopiska struktur och processer
7. tolka och analyserar icke-komplexa metalliska fasdiagram och mikrostrukturer, samt temperaturberoendet hos de mikroskopiska processer som styr materialens mekaniska egenskaper
8. uppvisa laborativa färdigheter tillämpade till praktiska undersökningar av mekaniska egenskaper hos material

Innehåll

Strukturer:

• Enaxlig spännings- och deformationsanalys. Normal- och skjuvspänning. Saint-Venant´s princip för jämviktsekvationer i två och tre dimensioner
• Normal och skjuvtöjning. Spänningsdeformationssamband, elasticitetsmodulen samt Hookes lag. Flytvillkor, brottmekanik, brottgräns och sträckgräns
• Tvådimensionella jämvikter. Statiskt bestämda och obestämda stångbärverk. Böjning, dragning och vridning av slutna tunnväggiga balkar med godtyckligt tvärsnitt. Neutralaxel, skjuvcentrum och skjuvflöde
• Idealiserad modell av flygplansdelar. Spänningsanalys av flygkropp, balkar och vingar. Skjuvflöde i spant och spryglar

Materiallära:

• Vanliga atomära strukturer, mikrostrukturer och huvudsakliga mekaniska egenskaper hos metaller, keramer, polymer och kompositmaterial
• Atomiska defekter och dislokationer inom kristaller och deras roll inom deformationsmekanismer samt härdningsmekanismer hos metaller
• Icke-komplexa fasdiagram för t.ex. aluminiumlegeringar

Särskild behörighet

Mekanik I 7,5 hp, Vektoralgebra, grundkurs 7,5 hp, och Kalkyl, grundkurs 7,5 hp eller motsvarande.

Examination

TEN1, salstentamen, 4,5 hp, skriftlig tentamen avseende lärandemål 1-7, betyg Underkänd (U), 3, 4, eller 5.
LAB1, laboration, 1,5 hp, genomförande av praktiska laborativa uppgifter avseende lärandemål 1-3, 6 och 8, betyg Underkänd (U) eller Godkänd (G).
INL1, inlämningsuppgift, 1,5 hp, skriftlig redogörelse avseende lärandemål 1, 2 och 4, betyg Underkänd (U) eller Godkänd (G).

En student som har ett besked om riktat pedagogiskt stöd från MDU kan ansöka om anpassning vid examinationen. Det är examinatorn som beslutar om eventuell anpassning utifrån beskedet och förutsättningarna i övrigt.

Misstankar om vilseledande vid examination (fusk) anmäls, enligt högskole-förordningen, till rektor och prövas av universitetets disciplinnämnd. Om disciplinnämnden anser att en student gjort sig skyldig till en disciplinförseelse fattar nämnden beslut om en disciplinär åtgärd, vilket är varning eller avstängning för viss tid.

Betyg

Ges något av betygen 5, 4, 3

Övergångsbestämmelser och övriga föreskrifter

Kursen överlappar med 7,5 hp mot Farkoststrukturer och materiallära, FYA010.