Ειδικά Θέματα Μηχανικής (Ανάλυση και Βέλτιστος Σχεδιασμός Σύνθετων Υλικών)

Το μάθημα αποτελεί μια εισαγωγή στις μεθόδους μοντελοποίησης της μηχανικής συμπεριφοράς και της ανάλυσης σύνθετων υλικών, με τη μορφή ινοπλισμένων πολυστρωματικών πλακών. Στα πλαίσια αυτά, περιγράφονται οι τρόποι ενίσχυσης των υλικών με τη χρήση ινών, οι σχέσεις των μηχανικών ελαστικών τάσεων – τροπών στα (ανισότροπα) υλικά αυτά, ο προσδιορισμός των μηχανικών τους σταθερών και η θεωρία των πολύστρωτων σύνθετων ελαστικών πλάκων.

Στόχοι Μαθήματος

o Ο σκοπός των μαθημάτων της Μηχανικής σε ένα τμήμα μηχανικών είναι ο εφοδιασμός του φοιτητή με τις κατάλληλες μεθόδους μαθηματικής και υπολογιστικής μοντελοποίησης της μηχανικής συμπεριφοράς των υλικών, ώστε αυτός να μπορεί να μελετά τα φυσικά και τεχνικά προβλήματα στα πλαίσια της επιστήμης του μηχανικού. o Στα πλαίσια αυτά, οι επιδιωκόμενοι στόχοι του μαθήματος είναι: -Η κατανόηση της γενικής δομής των σύνθετων υλικών και ειδικότερα των ινοπλισμένων πολυστρωματικών σύνθετων υλικών. -Η περιγραφή και η κατανόηση των μεθόδων της μικρομηχανικής και της μακρομηχανικής ανάλυσης των στρωμάτων ενός πολύστρωτου σύνθετου υλικού. -Η περιγραφή και η κατανόηση της μεθόδου της μακρομηχανικής ανάλυσης ενός πολύστρωτου σύνθετου υλικού. -Ο σχεδιασμός και η βελτιστοποίηση της ακαμψίας, του πάχους και του προσανατολισμού των στρωμάτων ενός σύνθετου υλικού. -Η μελέτη των αστοχιών τέτοιου τύπου υλικών. • τι αναμένεται ο εκπαιδευόμενος να γνωρίζει, να κατανοεί και να κάνει μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος o Στο τέλος του μαθήματος ο φοιτητής θα πρέπει να έχει την ικανότητα -να κατανοεί τη μικροδομή των σύνθετων υλικών και να αναλύει την μηχανική συμπεριφορά σύνθετων πολυστρωματικών υλικών. -να εφαρμόζει τα συμπεράσματα της ανάλυσής του στο βέλτιστο σχεδιασμό τέτοιου τύπου σύνθετων υλικών.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Ωστόσο, ο φοιτητής θα πρέπει να κατέχει τις βασικές ιδέες της Μηχανικής Υλικών και της Μηχανικής του Συνεχούς Μέσου.

Περιεχόμενα

Εισαγωγή στα σύνθετα υλικά (κατασκευή και χρήσεις). Μακρομηχανική συμπεριφορά στρώματος (σχέσεις τάσεων-τροπών στα ινoπλισμένα σύνθετα υλικά, ελαστικές σταθερές, αντοχή και κριτήρια αστοχίας). Μικρομηχανική συμπεριφορά στρώματος. Μακρομηχανική συμπεριφορά πολύστρωτων πλακών (κλασσική θεωρία πολύστρωτων πλακών και θερμικές τάσεις). Σχεδιασμός σύνθετων υλικών. Ευφυή σύνθετα υλικά και κατασκευές.