Begincompetentie
Geen specifieke begincompetenties vereist
Leerresultaten
Kennis en inzicht in de relatie tussen materiaalkeuze, mechanisch ontwerp en keuze van vormgeving.
(AB KI2, AB KI3, AB AV2)
Kennis van de vier grote materiaalgroepen (metallieke materialen, keramische materialen, polymeren
en composietmaterialen) op het vlak van opbouw en mechanisch materiaalgedrag.
(AB KI3)
Kennis van het verband tussen samenstelling, materiaalopbouw en mechanisch materiaalgedrag en
deze kennis kunnen toepassen op keuze van materiaalbeproeving en keuze van vormgevingstechniek,
voor een bepaalde technische toepassing .
(AB KI2, AB KI3, AB AV2, AB IV1)
Een eisenpakket kunnen samenstellen naar materiaalgedrag voor en bepaalde technische toepassing.
(AB KI2, AB KI3,AB AV2, AB IV1)
De student moet een mechanische beproeving correct kunnen uitvoeren, in overeenstemming met
normen, en op een correcte wijze de resultaten kunnen bekomen, interpreteren en verspreiden
(AB IV2)
Inhoud
Deel 1: Mechanisch gedrag van technische materialen.
De cursus vertrekt vanuit het macroniveau, dat tastbaar en herkenbaar is, en aansluiting heeft bij de dagelijkse praktijk. Pas in deel 2 wordt dieper ingegaan op de verklaring van materiaalgedrag.
Inleiding tot het mechanisch gedrag
de basisbegrippen sterkte, vervormbaarheid en stijfheid worden geïntroduceerd aan de hand van voorbeelden uit de praktijk
Het statisch gedrag van technische materialen
de basisbegrippen vertaald in materiaalgrootheden: spanningen, rekken, de elasticiteitsgrens, de treksterkte, de Young's moduli, de poissoncoëfficiënt.
Elastisch en plastisch gedrag
Tijdsonafhankelijk en tijdsafhankelijk gedrag (kruip en relaxatie) komen aan bod
Het mechanisch gedrag van de verschillende materiaalklassen.
De verschillende materiaalklassen (metalen, keramieken, polymeren en de hybriden(composieten) worden geïntroduceerd, en de verschillen in mechanisch gedrag worden aangebracht zonder diep in te gaan op de verklaring van dit verschillend gedrag. Dit komt in deel 2 aan bod
Het beproeven van het statisch gedrag.
Dit hoofdstuk behandelt de meest courante testmethoden om mechanisch gedrag van materialen te karakteriseren: de trekproef, de drukproef, de buigproef, de hardheidsmetingen
Faalvormen
Er wordt ingegaan op de redenen waarom een bepaald ontwerp of constructie niet voldoet, en dus faalt. Overdreven vormveranderingen, knik, plastische vervorming, taaie breuk, kerftaaiheid en brosse breuk, vermoeiingsgedrag en tijdsafhankelijk falen komen in dit hoofdstuk aan bod
Deel 2: Relatie tussen opbouw en gedrag
Bouwstenen en hun binding.
Hiërarchische opbouw van een materiaal. We starten op het niveau van het atoom, en hoe atomen onderling bindingen kunnen aangaan. De primaire (metallisch, ionisch en covalent) en de secundaire bindingen komen aan bod. Deze worden gelinkt aan de materiaalklassen en vervolgens wordt aangegeven welke materiaaleigenschappen door de binding beïnvloed worden (en welke niet).
Stapeling van bouwstenen.
In dit tweede hoofdstuk wordt de ordening van de gebonden atomen besproken. Kristallijne, amorfe, en semikristallijne structuren worden gedefinieerd.
Vervolgens wordt een foutloos éénkristal gedefinieerd, m.i.v. de belangrijkste kristalroosters en de geometrische beschrijving.
De aanwezigheid van fouten in kristalstructuren wordt besproken. Tenslotte wordt het verband gelegd tussen de ordening en plastische vervorming, zowel voor kristallijne als voor amorfe structuren.
Microstructuur
De begrippen korrelgrens, fasegrens worden gedefinieerd. De faseregel van Gibbs komt aan bod, en faseveranderingen in zuivere en binaire stoffen worden besproken, o.a. door middel van binaire fasediagrammen.
Tot slot wordt de relatie tussen de microstructuur op het mechanisch gedrag van materialen behandeld.
Macrostructuur
De invloed van defecten op het mechanisch gedrag van (brosse) materialen, vezelversterking bij composietmaterialen, sandwichstructuren en schuimen komen aan bod.
Studiematerialen
Cursustekst: Materiaalkunde voor ontwerp en vormgevingn delen 1 en 2 door J. Ivens en D. Van de
Mosselaer
CD-ROM met multimediaal pakket
materiaal op digitale leeromgeving: lespresentaties, oefeningen en voorbeeldvragen