Základy mechaniky kompozitů

Přednášející: Marvalová Bohdana

Fakulta: Strojní

Úvod

Cílem je seznámit studenty bakalářského studia se základním popisem chování kompozitních materiálů pomocí mechaniky, se zaměřením na kompozity s dlouhovlákennou orientovanou výztuží. Součástí bude i popis jednotlivých technologií výroby, především s ohledem na jejich vliv na výsledné mechanické vlastnosti.

Sylabus

  1. Základy kompozitních materiálů (KM): terminologie; historie a příklady použití; různé způsoby klasifikace KM; materiály používané pro výrobu KM; stručný popis jednotlivých technologií výroby.
  2. Základní vztahy pro popis KM: definice objemového podílu jednotlivých komponent; vztahy pro transformaci složek napětí a deformací mezi různými vztažnými systém (Mohrovy kružnice, opakování PP1); základy výpočtu ortotropních materiálu (rozšířený Hookův zákon, rozšíření znalostí PP1)
  3. Mechanické vlastnosti jedné laminy: určení mechanických vlastností jedné laminy v osách ortotropie: hodnoty inženýrských modulů pružnosti a Poissových konstant v jednotlivých směrech.
  4. Obecné vyjádření mechanických vlastností jedné laminy: vyjádření mech. vlastností v libovolném směru; vliv teplotní roztažnosti; matice tuhosti a matice poddajnosti jedné laminy; chování jedné laminy při membránovém zatížení.
  5. Vlastnosti laminátů 1: základní vztahy pro ohyb desek (opakování a rozšíření znalostí PP2); matice tuhosti a matice poddajnosti laminátu; chování laminátu při membránovém zatížení.
  6. Vlastnosti laminátů 2: ohyb laminovaných desek; teplotní zatížení laminátu, zbytková napětí a deformace; speciální případy laminátu (symetrické, kvaziizotropní atd.); ohyb zakřivených laminovaných skořepin.
  7. Pevnostní kritéria: rozbor různých způsobu porušování KM; jednotlivá pevnostní kritéria (max. napětí, max. deformace, Tsai-Hill, Hill, Tsai-Wu).
  8. Zásady konstruování dílů z KM: zásady pro dimenzování strojních součástí: základní principy pro definování skladby laminátu; volba materiálu a výrobní technologie; spojování kompozitních dílů(dimenzování lepených, šroubových nebo nýtových spojů); interakce s jinými materiály (teplotní roztažnost, koroze, provozní podmínky).
  9. Technologie výroby dílů z KM: podrobnější popis jednotlivých výrobních technologií se zaměřením na jejich vliv na výsledné mechanické vlastnosti; technologičnost konstruování dílů z KM; dosažitelná kvalita a opakovatelnost.
  10. Měření a experimenty: měření jednotlivých mechanických vlastností; kontrola kvality výroby; defektoskopie dílů z KM.

Literatura

  1. LAŠ, V.: Mechanika kompozitních materiálů. 2., přeprac. vyd. V Plzni: Západočeská univerzita, 2008. ISBN 978‐80‐7043‐689‐9.

  2. AGARWAL, Bhagwan D.; BROUTMAN, Lawrence J. a SODOMKA, Lubomír. Vláknové kompozity: celost. vysokošk. příručka pro vys. školy techn. Praha: SNTL, 1987.

  3. KAW, Autar K. Mechanics of composite materials. 2nd ed. Mechanical engineering series. Boca Raton: CRC Press, 2006. ISBN 0-8493-1343-0.

Přílohy

Přílohy najdete na stránce prof. Ing. Bohdany Marvalové, CSc.

Připojte se na Facebooku

Prváci, už víte, kde od pondělí probíhá vaše...  Prváci, první semestr startuje. A vy do něj...  Čtvrtý ročník Ceny Průmyslové rady Fakulty... Letošní Dies Academicus přinesl jednu velkou...  Ještě než začne nový semestr, zastavili se u... Máme tu 4. ročník soutěže o Cenu průmyslové...