Osnovi mehanike kompozitnih materijala
ID: 0721
nosilac predmeta: Balać M. Igor
nivo studija: master akademske studije
ESPB: 6
oblik završnog ispita: pismeni+usmeni
katedra: otpornost konstrukcija
cilj
Glavni cilj kursa je da prenese znanja vezana za osnovne principe mehanike kompozitnih materijala. Prezentovana teorija će se potom primeniti na projektovanje i analizu jedno-direkcionih i multi-direkcionih vlaknastih kompozitnih laminata. U okviru kursa biće analizirani i različiti aspekti projektovanja i proračuna konkstrukcija od kompozitnih materijala. Jedan od ciljeva kursa je i ovladavanje znanjima vezanim za karakterizaciju laminatnih kompozita kao i za analizu naponskog i deformacionog stanja elemenata konstrukcija načinjenih od ovih materijala.
ishod
1. U okviru kursa studenti će naučiti različite metode za određivanje elastičnih konstanti kompozitnih materijala kao celine. Za zadate mehaničke karakteristike pojedinačnih elemenata kompozitnog materijala studenti će naučiti kako da analiziraju nosivost kompozitnih konstrukcija kao i da predvide različite kriterijume popuštanja samih kompozitnih materijala.
2. Studenti će u okviru kursa naučiti kako da vrše analizu naponoskog i deformacionog stanja elemenata konstrukcija načinjenih od laminatnih kompozitnih materijala.
3. U okviru kursa posvetiće se i pažnja analizi uticaja spoljašnje sredine, kao na primer vlažnosti i temperature, na ukupne performanse i mehaničke karakteristike jedno-direkcionih i multi-direkcionih kompozitnih laminata.
4. Kopletiranjem ovog kursa studenti će ovladati osnovama mehanike različitih tipova kompozitnih materijala sa posebnim osvrtom na njihovo praktično proračunavanje u inženjerskoj primeni.
sadržaj teorijske nastave
1. Uvod u kompozitne materijale: Osnovni kocepti. Podela kompozitnih materijala. Najvažnije karakteristike kompozita. Primena kompozitnih materijala u inženjerskoj praksi.
2. Makro mehaničko ponašanje jedno-direkcionih laminata u elastičnoj oblasti. Hukov zakon za dvodimenione laminate. Krutost paralelnih nizova vlakana u okviru matrice kompozitnog materijala. Pravila mešanja.
3. Određivanje nosivosti i analiza različitih modova popuštanja laminata. Primeri analize nosivosti jedno-direkcionih laminata. Različiti kriterijumi popuštanja nosivosti.
4. Marko mehaničko ponašanje multi-direkcionih kompozitnih laminata u elastičnoj oblasti. Analiza napona i deformacija u okviru pojedinačnih laminata. Opšta teorija ploča i laminata. Analiza problema kombinovanja savijanja i uvijenja kompozitnih laminata.
5. Analiza napona i kriterijumi popuštanja multi-direkcionih kompozitnih laminata. Određivanje nosivosti laminata pod dejstvom istežućeg i smičućeg opterećenja. Osnove analize napona u teoriji laminata.
sadržaj praktične nastave
1. Analitički primeri određivanja makroskopskih mehaničkih karakteristika kompozitnih materijala.
2. Primeri Hukovog zakona za dvodimenzione jedno-direkcione laminate. Sračunavanje matrice krutosti za kompozitne materijale.
3. Naponsko deformaciona alaliza laminatnih kompozita. Analitički primeri određivanja globalnih i lokalnih vrednosti napona i deformacije.
4. Analitički primeri određivanja kriterijuma popuštanja laminatnih kompozitnih materijala. Praktično određivanje kritične nosivosti elemenata konstrucije načinjenih od kompozitnih materijala primenom različitih kriterijuma popuštanja.
5. Primeri numeričke implementacije metoda proračuna kompzitnih materijala. Poređenje analitičkih rezultata sa numeričkim previđanjima.
resursi
Celokupno gradivo koje pokriva ovaj kurs je pokriveno detaljnim skriptama čiji su autori predavači na samom kursu. Skripte su dostupne svakom studentu koji pohađa ovaj kurs. Ostale knjige, navedene u literaturi dole, se mogu pozajmiti od predavača ovog kursa ili naručiti na nekoj internet lokaciji za prodaju naučnih i stručnih knjiga.
fond časova
ukupan fond časova: 75
aktivna nastava (teorijska)
novo gradivo: 30
razrada i primeri (rekapitulacija): 10
aktivna nastava (praktična)
auditorne vežbe: 0
laboratorijske vežbe: 0
računski zadaci: 10
seminarski rad: 0
projekat: 15
konsultacije: 5
diskusija/radionica: 0
studijski istraživački rad: 0
provera znanja
pregled i ocena računskih zadataka: 0
pregled i ocena laboratorijskih izveštaja: 0
pregled i ocena seminarskih radova: 0
pregled i ocena projekta: 2
kolokvijum sa ocenjivanjem: 0
test sa ocenjivanjem: 2
završni ispit: 1
provera znanja (ukupno 100 poena)
aktivnost u toku predavanja: 0
test/kolokvijum: 50
laboratorijska vežbanja: 0
računski zadaci: 0
seminarski rad: 0
projekat: 20
završni ispit: 30
uslov za izlazak na ispit (potreban broj poena): 40
literatura
1. "Mechanics of composite materials", Autar K. Kaw
2. "Mechanics and analysis of composite materials", Valery Vasiliev and Evgeny Morozov
3. "Mechanics of Elastic Composites", Nicolaie Dan Cristescu, Eduard-Marius Craciun and Eugen Soós
4. "Mechanics of Composite Materials with MATLAB" George Z. Voyiadjis and Peter I. Kattan
5.
Preuzeto sa www.mas.bg.ac.rs