סילבוס הקורס מכניקה לא-ליניארית של חומרים ומבנים מרוכבים

שנה"ל תשע"ה

מכניקה לא-ליניארית של חומרים ומבנים מרוכבים
Nonlinear Mechanics of Composite Materials and Structures

0540-6420-01

הנדסה


סמ' ב'	1500-1800	'ה	102	לימודי הנדסה - כיתות	שיעור	פרופ חג'-עלי ראמי

D:\Inetpub\shared\yedion\syllabus\05\2014\0540\0540642001_desc.txt סילבוס מקוצר משקל: 3 דרישות קדם: מכניקת הרצף תורת חומרים מרוכבים הקורס יעסוק בנושאים מתקדמים במכניקה לא לינארית של חומרים ומבנים מרוכבים. ברמה של החומר המרוכב, הקורס כולל מודלים מיקרו-מכאניים לא לינאריים כמו שיטות פשוטות של קשרים ממוצעים בסיב ומטריצה, ניסוח אינקרמנטלי של מורי-טנאקה, שיטת התאים המוכללת והמעודנת. מיקרו-מכניקה תלת מימדית תנוסח עם פאזות בעלות חומר לא לינארי אלסטי. יעשה נסיון לכלול נושאים מ-: פלסטיות, היפראילסטיות, וסקואילסטיות לא ליניארית, כשל ונזק פרוגריסיבי. ברמה של מבנים מחומרים מרוכבים, הקורס עוסק באפקט של דיפורמציה לא לינארית, תופעות פוסט-קריסה בקורות ופלטות, ומודלים רבי-סקאלים באלמנטים סופיים. Course description Credit Points: 3 Hours: 3 Prerequisites: 1) Continuum Mechanics- 0540-6413-01- מכניקת הרצף 2) Theory of Composite Materials- 0540-6201-01 תורת חומרים מרוכבים- 3) (1)+(2) or Instructor’s Approval באישור המרצה - Course description: The course deals with advanced topics in the nonlinear and inelastic mechanics of composite materials and structures. At the material level, it includes nonlinear micromechanical methods such as simplified average methods, incremental Mori-Tanka, Method of Cells and its higher-order refinements. Micromechanics with nonlinear three-dimensional (3D) constitutive implementations will be covered with a computational perspective, such as deformation theory, incremental plasticity, hyperelasticity, nonlinear viscoelasticity and continuum damage. At the structural level, coverage will include nonlinear geometrical effects, such as post-buckling of composite beams and plates along with multi-scale finite element modeling of composite structures. הנדסה 0540-6420-01 מכניקה לא-ליניארית של חומרים ומבנים מרוכבים Nonlinear Mechanics of Composite Materials and Structures שנה"ל תשע"ה \| סמ' ב' \| פרופ חג'-עלי ראמי סילבוס מפורט/דף מידע Tentative Course Outline: 1) Introduction (3 hrs) 1.1 Overview of nonlinear problems in solid mechanics 1.2 Review of needed topics in tensor and linear algebra 1.3 Computer programming and the finite element environment 2) Finite elasticity (12hrs) 2.1 Lagrangian formulation 2.2 Deformation gradients 2.3 Strain and stress measures 2.4 Frame invariance and objectivity in constitutive formulations 3) Average theories in micromechanics (9 hrs) 3.1 Linear micromechanical models (review) 3.2 Simplified 3D micromechanical models 3.3 Composite cylindrical assemblage (CCA) – nonlinear case 3.3 Mori-Tanaka – nonlinear case 3.3 Method of cells (MC) 3.4 Generalized method of cells (GMC) 3.5 High fidelity GMC 4) Computational Nonlinear Constitutive Models (small strain) (9 hrs) 4.1 Nonlinear elastic homogeneous anisotropic models for unidirectional layers 4.2 Rate independent multi--axial plasticity 4.3 Stress update algorithms 4.4 Consistent tangents 4.5 Hyperelastic formulation 4.6 Nonlinear viscoelastic Schapery Single Integral Model 5) Damage and failure of composite materials (6 hrs) 5.1 Discrete fracture versus continuum damage 5.2 Failure modes and criteria 5.3 Micro-buckling in unidirectional composites 5.4 Progressive damage and degradation techniques 5.5 Thermodynamics with internal variables in damage constitutive models 6) Nonlinear computational unit-cell models (3 hrs) 6.1 Formulation, periodicity and boundary conditions 6.2 Fiber reinforced polymeric composites 6.3 Metal matrix composites 7) Composite beams and plates (6 hrs if time permits) 7.1 Timoshenko beam theory 7.2 Love-Kirchhoff plate theory 7.3 Mindlin-Reissner plate theory 7.4 Shallow--arch formulation 7.5 multi-scale finite-elements 7.6 Buckling and post-buckling of composite plates

ש"ס: 3.0

סילבוס מקוצר

משקל: 3

דרישות קדם: מכניקת הרצף

תורת חומרים מרוכבים

הקורס יעסוק בנושאים מתקדמים במכניקה לא לינארית של חומרים ומבנים מרוכבים. ברמה של החומר המרוכב, הקורס כולל מודלים מיקרו-מכאניים לא לינאריים כמו שיטות פשוטות של קשרים ממוצעים בסיב ומטריצה, ניסוח אינקרמנטלי של מורי-טנאקה, שיטת התאים המוכללת והמעודנת. מיקרו-מכניקה תלת מימדית תנוסח עם פאזות בעלות חומר לא לינארי אלסטי. יעשה נסיון לכלול נושאים מ-: פלסטיות, היפראילסטיות, וסקואילסטיות לא ליניארית, כשל ונזק פרוגריסיבי. ברמה של מבנים מחומרים מרוכבים, הקורס עוסק באפקט של דיפורמציה לא לינארית, תופעות פוסט-קריסה בקורות ופלטות, ומודלים רבי-סקאלים באלמנטים סופיים.

Course description

Credit Points: 3

Hours: 3

Prerequisites:

1) Continuum Mechanics- 0540-6413-01- מכניקת הרצף

2) Theory of Composite Materials- 0540-6201-01 תורת חומרים מרוכבים-

3) (1)+(2) or Instructor’s Approval באישור המרצה -

Course description:

The course deals with advanced topics in the nonlinear and inelastic mechanics of composite materials and structures. At the material level, it includes nonlinear micromechanical methods such as simplified average methods, incremental Mori-Tanka, Method of Cells and its higher-order refinements. Micromechanics with nonlinear three-dimensional (3D) constitutive implementations will be covered with a computational perspective, such as deformation theory, incremental plasticity, hyperelasticity, nonlinear viscoelasticity and continuum damage. At the structural level, coverage will include nonlinear geometrical effects, such as post-buckling of composite beams and plates along with multi-scale finite element modeling of composite structures.

הנדסה
0540-6420-01 מכניקה לא-ליניארית של חומרים ומבנים מרוכבים
Nonlinear Mechanics of Composite Materials and Structures
שנה"ל תשע"ה | סמ' ב' | פרופ חג'-עלי ראמי

666סילבוס מפורט/דף מידע

Tentative Course Outline:

1) Introduction (3 hrs)

1.1 Overview of nonlinear problems in solid mechanics

1.2 Review of needed topics in tensor and linear algebra

1.3 Computer programming and the finite element environment

2) Finite elasticity (12hrs)

2.1 Lagrangian formulation

2.2 Deformation gradients

2.3 Strain and stress measures

2.4 Frame invariance and objectivity in constitutive formulations

3) Average theories in micromechanics (9 hrs)

3.1 Linear micromechanical models (review)

3.2 Simplified 3D micromechanical models

3.3 Composite cylindrical assemblage (CCA) – nonlinear case

3.3 Mori-Tanaka – nonlinear case

3.3 Method of cells (MC)

3.4 Generalized method of cells (GMC)

3.5 High fidelity GMC

4) Computational Nonlinear Constitutive Models (small strain) (9 hrs)

4.1 Nonlinear elastic homogeneous anisotropic models for unidirectional layers

4.2 Rate independent multi--axial plasticity

4.3 Stress update algorithms

4.4 Consistent tangents

4.5 Hyperelastic formulation

4.6 Nonlinear viscoelastic Schapery Single Integral Model

5) Damage and failure of composite materials (6 hrs)

5.1 Discrete fracture versus continuum damage

5.2 Failure modes and criteria

5.3 Micro-buckling in unidirectional composites

5.4 Progressive damage and degradation techniques

5.5 Thermodynamics with internal variables in damage constitutive models

6) Nonlinear computational unit-cell models (3 hrs)

6.1 Formulation, periodicity and boundary conditions

6.2 Fiber reinforced polymeric composites

6.3 Metal matrix composites

7) Composite beams and plates (6 hrs if time permits)

7.1 Timoshenko beam theory

7.2 Love-Kirchhoff plate theory

7.3 Mindlin-Reissner plate theory

7.4 Shallow--arch formulation

7.5 multi-scale finite-elements

7.6 Buckling and post-buckling of composite plates

להצהרת הנגישות