Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Färm



Relevanta dokument
Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Carlsson

Lätta konstruktioner. HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Carlsson

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 9. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Material, form och kraft, F4

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Introduktion till CES

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

TMPT06 Material & materialval

Material föreläsning 4. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Belastningsanalys, 5 poäng Fiberarmering - Laminat

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Fiberkompositer med ökad mekanisk och elektrisk prestanda för lindningskopplare

Vad är kompositmaterial? Materialfysik vt Materials struktur 3.9 Kompositers struktur. [Callister 16]

Material lektion 1. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Materialfysik vt Materials struktur 3.9 Kompositers struktur. [Callister 16] Vad är kompositmaterial?

Material föreläsning 8. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Kolfiberförstärkning, som

Material föreläsning 3. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

H 9952 Epoxybaserat strukturlim

Kursinformation. Materiallära för Maskinteknik, 4H1063, 4p. Repetion: Härdningsmekanismer. Repetion: Korngränshärdning (minskning av kornstorlek)

Materialfysik vt Materials struktur 3.9 Kompositers struktur. [Callister 16]

TENTAMEN MTGC12, MATERIALTEKNIK II / MTGC10 MATERIALVAL

Textilarmering, av Karin Lundgren. Kapitel 7.6 i Betonghandbok Material, Del 1, Delmaterial samt färsk och hårdnande betong. Svensk Byggtjänst 2017.

Spänning och töjning (kap 4) Stång

Föreläsning i kursen Konstruktionsmaterial (MPA001): Trä som material

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

CES Inlämningsuppgift

Ha kunskaper om na gra vanliga tillverkningsmaterial Ka nna till hur man kan sammanfoga olika sorters material

Återvinning av kompositer genom mikrovågspyrolys

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Att beakta vid konstruktion i aluminium. Kap 19

Material i sågbladen. Infästning på sticksågbladen. Saknar du någon produkt? Fler artiklar hittar du i MPS katalogen.

Distribution Solutions WireSolutions. Stålfibrer. Golvtillämpningar

Material föreläsning 7. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Material. VT1 1,5 p Janne Färm

Material föreläsning 8. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Fakultet för teknik och samhälle

UPONOR VVS TAPPVATTEN OCH RADIATORRÖR KOMPOSIT. Kompositrör av plast och metall

Kostnadseffektiv tillverkning av lättviktstrukturer i kolfiber inom Compraser Labs

Dimensionering av byggnadskonstruktioner. Dimensionering av byggnadskonstruktioner. Förväntade studieresultat. Förväntade studieresultat

PM i Punktsvetsning. Produktutveckling 3 KPP039 HT09. Lärare: Rolf Lövgren

Hållfasthetslära. HT1 7,5 hp halvfart Janne Carlsson

Exjobbspresentation: Utveckling av kolfibertrike

Byggmaterial med statistik Provmoment: Tentamen i byggmaterial Ladokkod:41B10B Tentamen ges för: IH byggnadsingenjörer årskurs 2

Kontaktperson Datum Beteckning Sida Torsten Sjögren P (8) SP Bygg & Mekanik Torsten.Sjogren@sp.se

APC Composite AB. NRA Workshop okt Tord Gustafsson FoU- ansvarig. APC Composite AB Luleå

Christoffer Zandén David Karlsson Delon Mikhail Evelina Edström

1. En synlig limträbalk i tak med höjd 900 mm, i kvalitet GL32c med rektangulär sektion, belastad med snölast.

Additiv tillverkning

Vidareutveckling husvagn SoliferPolar Möte i Stockholm

Gjutjärn som konstruktionsmaterial

Upprop & Lediga tjänster

HÖGPRESTERANDE OCH SJÄLVKOMPAKTERANDE BETONG INOM HUSBYGGANDE. - Fältförsök och teoretiska studier av möjligheter och svårigheter

7. Konstruera konceptet

Brandsäkerhet i byggnader Sven Thelandersson. Byggnadskonstruktion Konstruktionsteknik LTH 1

EN Skyddskläder med elektrostatiska egenskaper

Komposit mot metall i rymdmiljö KOMET-3. Stockholm, November, 2014

Modellteknik. pro.form industridesign

Sammanfattande beskrivning av projektet Förstärkning av konstruktioner med extern förspänning

Dränkbara slitstarka pumpar för uthyrning, bygg och anläggning, tunnelarbeten, gruvor och andra krävande användningsområden

FORMGIVNING. Ämnets syfte

Förstärkning och reparation av bärande betongkonstruktioner med avancerade, cementbaserade kompositer

Material föreläsning 6. HT2 7,5 p halvfart Janne Carlsson

Materia Sammanfattning. Materia

FORMGIVNING. Ämnets syfte. Kurser i ämnet

Hållfasthetslära. VT2 7,5 p halvfart Janne Färm

LTH Ingenjörshögskolan vid Campus Helsingborg Sanne Johansson Avdelningen för Byggnadsmaterial MATERIALLÄRA (VBM 611) 2012

Name: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

Material - Repetition. VT1 1,5 p Janne Färm

3-D Skrivare. Individuellt arbete, produktutveckling 3. 1,5 högskolepoäng, avancerad nivå. Produkt- och processutveckling

Den nya prestandadeklarationen innehåller följande ändringar av de tekniska parametrarna: - Ökad böjhållfasthet från 70 MPa till 75 MPa

MONTERINGSANVISNING silencio THERMO 24 / 36

7,5 högskolepoäng. Metalliska Konstruktionsmaterial. Tentamen ges för: Namn: (Ifylles av student) Personnummer: (Ifylles av student)

KRÄV MER AV DITT SLITSTARKA STÅL

TMPT06 Material & materialval

Sto Scandinavia AB Betongrenovering. Förstärkning av bärande konstruktioner med StoFRP System

Boxpackningar. AESSEAL plc

MEJSLAR SDS-MAX SDS-PLUS BORRNING OCH MEJSLING

TÖMNINGSDAGAR. Tänk på att... HÖGANÄS KOMMUN INFORMERAR OM OMRÅDE FÖRPACKNINGSMATERIAL TIDNINGAR

ANALYS AV MATERIALVAL HOS BEFINTLIG PRODUKT

Det är Vink essåplasts vision att vara den bästa leverantören av produkter för byggsektorn.

LTH Ingenjörshögskolan vid Campus Helsingborg Sanne Johansson Avdelningen för Byggnadsmaterial MATERIALLÄRA (VBM 611) 2013

Limning av sandwichmaterial

Inter IKEA Systems B.V design för människor, från ett företag som består av människor. demokratisk design. IKEA.se

Konstruktion. Gjutsimulering. Konstruktion gjutna komponenter. Introduktion i tätkrav, tätkontroll och läcksökning hos gjutgods

PPU408 HT15. Beräkningar stål. Lars Bark MdH/IDT

Structural Engineering. Sandwichelement av stål ett robust alternativ till ortotropa brodäck (mm)

Sandwichpaneler ALUCORE 12:1

Torsdag 3:e September 13:15 17:00 Föreläsning 2, PPU204 Produktutveckling 1

Byggnadsklassificering

TEKNISKA LÖSNINGAR FÖR BÄRANDE KONSTRUKTIONER. Mixon Separat limning av bärande konstruktioner 2800 Serien

Eurokod Trä. Eurocode Software AB

Långsamtgående omrörare. En serie med överlägsen prestanda

Direktgjuten slitbetong

Transkript:

Lätta konstruktioner HT2 7,5 p halvfart Lars Bark och Janne Färm

Måndag 16:e November 9:00 12:00 Material/kompositer PPU408 Förmiddagens agenda Litteratur och planering för material/komposit-delen Materialval och materialindex Paus Vad är kompositer? Från fiber till komposit 2

Litteratur material/komposit-delen Från kursboken kommer vi att behandla: Kapitel 5, Materialval grunderna Kapitel 9, Val av material och form Kapitel 10, Fallstudier material och form Kapitel 11, Design av hybridmaterial Kapitel 12, Fallstudier hybrider Från fiber till komposit Tillämpad materialteknik, kompendium från LTH (1998) Komposithandboken Polymerbaserad fiberkompositer, Sveriges Verkstadsindustrier (2001) 3

Planering material/komposit-delen Föreläsning 1 Introduktion till lätta konstruktioner Föreläsning 2 Materialval och materialindex, kap 5 Vad är kompositer? Från fiber till komposit Föreläsning 3 Kompositer Val av material och form, kap 9 Fallstudier material och form, kap 10 Föreläsning 4 Design av hybridmaterial, kap 11 Fallstudier hybrider, kap 12 Kompositberäkning med SolidWorks 4

Materialval och materialindex 5

Designstyrd taktik för att välja material och processer Identifiera Marknadens Behov Utryck behoven som Designkrav Utveckla en Produktspecification Val av material och processer görs parallellt med designprocessen 6

Designprocessen Koncept Utformning Detalj Tre designfaser mellan marknadens behov och produktspecifikationen Material- och processdata behövs i varje steg men i olika bredd och djup 7

Material- och Processdata för design Valet av material börjar med alla material som minskas genom att sålla ut de material som inte uppfyller designkraven Konceptfasen Vi behöver enbart ungefärliga egenskaper men för en stor mängd material Utformningsfasen Här behöver vi mer och noggrannare data för en delmängd av materialen Detaljfasen Nu behöver vi all tillgänglig data för ett fåtal material 8

Valstrategi En process med 4 steg Översättning Omformulera designkraven till designkritiska egenskaper Sållning Sålla bort alla material som inte klarar jobbet Rangordna Lista de material som bäst uppfyller kraven Dokumentera Undersök bästa materialens historia 9

Översättning Omformulera designkraven till designkritiska egenskaper Identifiera följande: Funktion - Vad gör komponenten? Begränsningar - Vilka villkorslösa krav måste uppfyllas? Målsättningar - Vilka prestanda ska optimeras? Fria parametrar - Vilka egenskaper är vi fria att ändra? 10

Begränsningar mot målsättningar Begränsning Väsentligt krav som måste uppfyllas, ofta ett gränsvärde Målsättning Egenskap där vi söker ett extremvärde Ger oss ett materialindex att maximera Figure 5.7 11

Exempel på materialindex 12

Grafer med materialindex Figure 5.9 13

Exempel med CES Vi ska tillverka en balk som ska vara så lätt och stark som möjligt Vi har krav på E-modulen, E > 20 Gpa Den får heller inte vara för dyr Vi har även krav på brottsegheten, K IC > 10 MPa m 14

Materialval för lättviktsbalk 2000 CFRP, epoxy matrix (isotropic) Titanium alloys Low alloy steel Nickel alloys 1000 Silicon carbide Alumina Stainless steel Yield strength (elastic limit) (MPa) 500 200 100 Magnesium alloys GFRP, epoxy matrix (isotropic) Silica glass Aluminum alloys Silicon Aluminum nitride 50 20 1000 2000 5000 10000 Density (kg/m^3) 15

Materialval för lättviktsbalk, billig & seg 2000 Low alloy steel 1000 Yield strength (elastic limit) (MPa) 500 200 100 50 20 1000 2000 5000 10000 Density (kg/m^3) 16

Materialval för optimalt lätt balk 1000 CFRP, epoxy matrix (isotropic) 100 Yield strength (elastic limit) (MPa) 10 1 0,1 0,01 100 1000 10000 Density (kg/m^3) 17

Lättviktskonstruktioner När det är optimala prestanda som gäller När priset är underordnat Då är kompositer intressanta! 18

Paus 20 min 19

Vad är kompositer? Ordet komposit kommer från latinets compositum som betyder sammansatt En definition av komposit En struktur som består av fler än ett material, sammansatta på ett sådant sätt att karakteristiska egenskaper från dess enskilda material ger bidrag till komponenten (Från fiber till komposit). 20

Kompositer skulle kunna omfatta Maskiner Byggnader Fartyg Ben Trä Laminat Fler-fasiga strukturer, perlit 21

Kompositmaterial I kursen kommer vi att fokusera på materialstrukturer sammansatta av flera olika material där en eller flera förstärkningsfaser förstärker en vekare fas. Den vekare fasen kallas matris Matrisens funktion är att hålla samman fibrerna, överföra laster mellan olika fibrer. Matrisen förbättrar även seghet och ofta korrosionegenskaper Vi får en förstärkt komposit t.ex. fiberförstärkt komposit, fiberkomposit 22

Exempel på förstärkta kompositer Partikelkompositer Utskiljningshärdade metaller, porösa material, betong, hårdmetall Lamellkompositer Perlit, plywood Fiberkompositer Glasfiberförstärkt plast, kolfiberförstärkt plast, Aramidfiberförstärkt plast (Kevlar), keramförstärkt metall, stålfiberförstärkt betong, glasfiberförstärkt betong 23

Kombinerade kompositstrukturer Hybrider Laminat Flera tunna skikt med kompositer, lameller, placeras med olika riktningar och bygger upp ett laminat med önskat riktningsberoende. Sandwich Två tunna ytterskikt, ofta laminat, separerade av ett tjockare distansmaterial, kärnmaterial Hybrider Strukturer med flera förstärkningsfaser, ex. kol-, glas- och borfibrer 24

Förstärkningsmaterial - fibrer Fibrer har bättre hållfasthet än motsvarande bulkmaterial Material Hållfasthet bulkmaterial [MPa] Axiell hållfasthet fiber [MPa] E-glasfiber 30-150 500-3000 Kolfiber 10-70 500-8000 Stål 250-1000 2000-5000 Wolfram 250-1000 2000-5000 25

Förstärkningsmaterial Kan framställas av en mängd olika material, organiska såväl som oorganiska. Önskade egenskaper är framförallt hög specifik draghållfasthet och hög specifik E-modul Partiklar Korta fibrer Kontinuerliga fibrer 26

Specifika egenskaper för förstärkningsfibrer Fiber Specifik hållfasthet [MPa/(kg/m 3 )] Specifik E-modul [MPa/(kg/m 3 )] Polyeten, Spectra 1000 3,1 180 Kevlar 29 1,8 40 Kevlar 49 2,0 90 Sisal 0,76 25 Kolfiber Rayon 0,31 30 Kolfiber HM, PAN 1,45 200 Kolfiber HS, PAN 2,50 130 Bor 1,30 160 SiC (whiskers) 3,1 220 SiC (monofilament) 1,29 130 Al 2 O 3 0,36 100 E-glasfiber 0,87 30 S-glasfiber 1,00 30 Stål SS 1650 0,075 60 Stål SS 1300 0,040 30 Aluminium SS 4244 0,090 27 27

Förstärkningsmaterial Partiklar Fler tillgängliga material än för fibrer då det är lätt att tillverkna genom t.ex. malning Ger materialet isotropa egenskaper Keramer används ofta, t.ex aluminiumoxid och kiselkarbid Korta fibrer Komposit klassas som kortfiberförstärkt då egenskaperna beror på fiberlängden Diameter/längd ungefär 1:50 Lätt att sammanfoga med matrismaterialet Ger materialet isotropa egenskaper 28

Förstärkningsmaterial Kontinuerliga fibrer Kan tillverkas i obegränsad längd genom t.ex. smält- eller trådragning Kompositfibrer har en kärna av wolfram eller kol där enh gasblandning kan kondensera Whiskers (morrhår) är enkristaller med extremt hög hållfasthet Ger kompositmaterial med anisotropa egenskaper 29

Sista sidan Nu får det räcka för idag! Läs igenom kapitel 9 & 10 Val av material och form till nästa vecka 30