Afstivede plader og sandwich-konstruktioner

• Redegøre for de forudsætninger, der ligger til grund for 1. ordens og højere ordens pladeteorier for både uafstivede, afstivede og lagdelte sandwich-plader.
• Formulere relevante randbetingelser for pladefelter i større pladekonstruktioner.
• Udføre teoretiske spændings- og deformations-analyser af uafstivede og afstivede pladekonstruktioner med rektangulær geometri ved hjælp af Naviers og Rayleigh-Ritz metode (Energi-metoden).
• Udføre teoretiske spændings- og deformations-analyser af sandwich-bjælker med forskydnings-deformationer.
• Udføre teoretiske spændingsanalyser af lagdelte sandwich-plader med udgangspunkt i klassisk laminat-teori og grundlæggende sandwich-teori med forskydnings-deformationer.
• Udføre teoretiske stabilitetsanalyser af rektangulære uafstivede og afstivede plader og lagdelte sandwich-plader.
• Redegøre for ultimativ styrke af rektangulære, lateralt belastede uafstivede og afstivede pladekonstruktioner.
• Redegøre for bæreevnen af rektangulære uafstivede og afstivede pladekonstruktioner under trykbelastninger i pladens plan ved brug af teorien for effektiv spændvidde.
• Beregne progressivt svigt af rektangulære, lateralt belastede sandwich-plader ved brug af svigt-kriterier for komposit-materialer.
• Anvende et kommercielt FEM program til analyse og design af en uafstivet såvel som afstivet plade-konstruktion udført i enten metalliske eller typiske sandwich komposit-materialer.
• Sammenligne analytiske, numeriske og eksperimentelt opnåede resultater for en given belastet plade-konstruktion og herudfra evaluere kvaliteten af de respektive resultater.
• Skrive en teknisk rapport over en undersøgelse omfattende ovenstående punkter anvendt i et praktisk design-eksempel fra et fly, køretøj, skib, bro, offshore-konstruktion eller rumfartøj.

Hovedvægten i kurset er lagt på anvendelse af grundlæggende analytiske metoder (baseret på differentialligninger, energibevarelse og svigt-kriterier) for praktiske vægt-kritiske pladekonstruktioner fra en vifte af anvendelses-applikationer udført i såvel metalliske som avancerede sandwich komposit-materialer, og derigennem at opnå en grundig fysisk forståelse for pladekonstruktioners virkemåde og praktiske anvendelse.

1) Uafstivede og afstivede plader: Differentialligninger, stivhedsegenskaber af afstivede pladepaneler, spændingsbestemmelse, randbetingelser, løsningsmetoder (Navier og Rayleigh-Ritz metoder). Plader med store udbøjninger.

2) Lagdelte sandwich-bjælker og plader: Differentialligninger, stivhedsegenskabers relation til klassisk laminat-teori, spændingsbestemmelse, grundlæggende sandwich-teori med forskydningsdeformationer og 1. ordens sandwich bjælke- og plade-teori og løsningsmetoder.

3) Stabilitet af plader: Analytiske buling-løsninger, energimetoden, afstivede plader, buling af lagdelte sandwich-plader og indflydelse af imperfektioner.

4) Ultimativ styrke og progressivt svigt: Flydelinje-teori, ultimativ styrke i kompression for metalliske plader, og progressiv svigtanalyse af lagdelte sandwich-plader.

5) Designprincipper og praktisk anvendelse af både analytiske løsninger og FEM-analyser for pladekonstruktioner indenfor typiske vægtkritiske konstruktioner såsom fly, køretøjer, skibe, broer, offshore-konstruktioner og rumfartøjer.

6) Eksperimentelle metoder til afprøvning af plade-konstruktioner udført i metalliske såvel som komposit-materialer.

41516/41812/11305/41958, og kendskab til MatLab eller tilsvarende.

Forelæsninger og projektarbejde i grupper af maks. 2 studerende.
Der arbejdes igennem kurset med to praktiske design-cases, der understøttes af de løbende teoretiske forelæsninger.

Kurset er relevant for både maskin- og bygnings-ingeniørstuderende samt beslægtede fagområder såsom vindenergi, rumteknologi etc., ved at understøtter disse fagområder med passende anvendelses-eksempler og projektopgaver.