Основи механике композитних материјала

ID: 0721
врста предмета: научно-стручни
носилац предмета: Балаћ М. Игор
извођачи: Балаћ М. Игор, Грбовић М. Александар
контакт особа: Балаћ М. Игор
ниво студија: мастер академске студије
ЕСПБ: 6
облик завршног испита: писмени+усмени
катедра: катедра за отпорност конструкција

извођења

циљ

Главни циљ курса је да пренесе знања везана за основне принципе механике композитних материјала. Презентована теорија ће се потом применити на пројектовање и анализу једно-дирекционих и мулти-дирекционих влакнастих композитних ламината. У оквиру курса биће анализирани и различити аспекти пројектовања и прорачуна конкструкција од композитних материјала. Један од циљева курса је и овладавање знањима везаним за карактеризацију ламинатних композита као и за анализу напонског и деформационог стања елемената конструкција начињених од ових материјала.

исход

1. У оквиру курса студенти ће научити различите методе за одређивање еластичних константи композитних материјала као целине. За задате механичке карактеристике појединачних елемената композитног материјала студенти ће научити како да анализирају носивост композитних конструкција као и да предвиде различите критеријуме попуштања самих композитних материјала. 2. Студенти ће у оквиру курса научити како да врше анализу напоноског и деформационог стања елемената конструкција начињених од ламинатних композитних материјала. 3. У оквиру курса посветиће се и пажња анализи утицаја спољашње средине, као на пример влажности и температуре, на укупне перформансе и механичке карактеристике једно-дирекционих и мулти-дирекционих композитних ламината. 4. Коплетирањем овог курса студенти ће овладати основама механике различитих типова композитних материјала са посебним освртом на њихово практично прорачунавање у инжењерској примени.

садржај теоријске наставе

1. Увод у композитне материјале: Основни коцепти. Подела композитних материјала. Најважније карактеристике композита. Примена композитних материјала у инжењерској пракси. 2. Макро механичко понашање једно-дирекционих ламината у еластичној области. Хуков закон за дводименионе ламинате. Крутост паралелних низова влакана у оквиру матрице композитног материјала. Правила мешања. 3. Одређивање носивости и анализа различитих модова попуштања ламината. Примери анализе носивости једно-дирекционих ламината. Различити критеријуми попуштања носивости. 4. Марко механичко понашање мулти-дирекционих композитних ламината у еластичној области. Анализа напона и деформација у оквиру појединачних ламината. Општа теорија плоча и ламината. Анализа проблема комбиновања савијанја и увијења композитних ламината. 5. Анализа напона и критеријуми попуштања мулти-дирекционих композитних ламината. Одређивање носивости ламината под дејством истежућег и смичућег оптерећења. Основе анализе напона у теорији ламината.

садржај практичне наставе

1. Аналитички примери одређивања макроскопских механичких карактеристика композитних материјала. 2. Примери Хуковог закона за дводимензионе једно-дирекционе ламинате. Срачунавање матрице крутости за композитне материјале. 3. Напонско деформациона алализа ламинатних композита. Аналитички примери одређивања глобалних и локалних вредности напона и деформације. 4. Аналитички примери одређивања критеријума попуштања ламинатних композитних материјала. Практично одређивање критичне носивости елемената конструције начињених од композитних материјала применом различитих критеријума попуштања. 5. Примери нумеричке имплементације метода прорачуна компзитних материјала. Поређење аналитичких резултата са нумеричким превиђањима.

услов похађања

Положени испити: Отпорност Материјала, Основи Отпорности Конструкција.

ресурси

Целокупно градиво које покрива овај курс је покривено детаљним скриптама чији су аутори предавачи на самом курсу. Скрипте су доступне сваком студенту који похађа овај курс. Остале књиге, наведене у литератури доле, се могу позајмити од предавача овог курса или наручити на некој интернет локацији за продају научних и стручних књига.

фонд часова

укупан фонд часова: 75

активна настава (теоријска)

ново градиво: 25
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 0
лабораторијске вежбе: 0
рачунски задаци: 15
семинарски рад: 10
пројекат: 0
консултације: 10
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 1
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 1
преглед и оцена пројекта: 0
колоквијум са оцењивањем: 1
тест са оцењивањем: 1
завршни испит: 1

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 5
тест/колоквијум: 40
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 5
семинарски рад: 20
пројекат: 0
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 40

литература

"Mechanics of composite materials", Autar K. Kaw; "Mechanics and analysis of composite materials", Valery Vasiliev and Evgeny Morozov; "Mechanics of Elastic Composites", Nicolaie Dan Cristescu, Eduard-Marius Craciun and Eugen Soós; "Mechanics of Composite Materials with MATLAB" George Z. Voyiadjis and Peter I. Kattan; "Mechanics of composite materials", Robert M. Jones;