Alle opleidingen > Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen

Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen (B-KUL-JPI0UZ)

6 studiepuntenNederlands72 urenEerste semesterUitgesloten voor examencontract
Gothivarekar Sanjay (coördinator) |  D'Haese Wim |  Gothivarekar Sanjay |  Vanden Hautte Koen |  Huylebroeck Niels (medewerker) |  Van de Velde Arne (medewerker)  | MinderMeer
OC Polyvalente Ingenieursvorming - Campus Gent

Doelstellingen

Leerresultaten:

  • K1: Wetenschappelijk-disciplinaire basiskennis en inzicht bezitten
  • I1: Problemen analyseren en oplossen
  • I3: Toepassingsgericht onderzoeken
  • P1: Operationaliseren
  • G1: Informatie verwerven en verwerken
  • G2: Communiceren met vakgenoten en niet-vakgenoten
  • G3: Kritisch reflecteren

Doelstelling:

De cursus ‘Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen’ heeft tot doel de student de nodige basiskennis bij te brengen om de typische structuur en fysische eigenschappen van verschillende materiaalgroepen te herkennen. Op die manier kan de student inzicht verwerven in materiaal- en ontwerpkeuzes die gericht zijn op  maximale functionaliteit, sterkte en duurzaamheid van structurele toepassingen (K1).

Tegenwoordig beschikt de ingenieur over een steeds verbredende waaier aan inzetbare technische materialen waardoor de kennis van alle materialen door één persoon onmogelijk is geworden. De hedendaagse ingenieur beheert die kennis via grote databases. De encyclopedische kennis van materialen maakt daarom plaats voor een aantal inzichten:

  • Hoe materiaaleigenschappen tot stand komen en hoe men ze kan optimaliseren?
  • Wat het karakteristieke en kritische materiaalgedrag is voor een gegeven technische omgeving?
  • Welke materiaal- en ontwerpkeuzes nodig zijn voor een ecologisch verantwoord ontwerp?

Om te kunnen redeneren over de geschiktheid van materialen worden de beginselen van materialenleer bijgebracht over de materiaalstructuur en, in het geval van metalen de impact van metallurgische aspecten, op de fysische eigenschappen in brede zin (K1). Hierbij wordt ook aandacht besteed aan de impact van een materiaal op de omgeving, in alle fasen van de levenscyclus van het materiaal.

In eerste instantie wordt de klassieke mechanica voor uniaxiale belastingen aangehaald om zo spanning-rek curves op te bouwen voor enkele materialen die de verschillende materiaalgroepen vertegenwoordigen. Aan de hand van meerdere toepassingsgerichte voorbeelden en oefeningen verwerft de student een gedetailleerde kennis van elastisch materiaalgedrag waar de begrippen als elasticiteitsgrens, normaalspanning, elastische rek en het bijhorende eenhedenstelsel aanbod komen (I1). Aan de hand van een standaard trekproef beschouwt men ook de drijfveren en het verloop van plastische materiaalgedrag. Vervolgens gaat de cursus dieper in op verschillende structuren van materialen om een duidelijk onderscheidt te maken tussen amorfe en kristallijne stoffen. Belangrijke kristalstructuren worden besproken om enkele fysische eigenschappen te verduidelijken. De student wordt dan ondergedompeld in de wereld van de metallurgie om te achterhalen hoe bepaalde microstructuren van legeringen tot stand komen. Tot slot wordt de kennis van klassieke mechanica uitgebreid naar breukmechanica, vermoeiingsgedrag en andere faalmechanismen van materialen.

De student verwerft wetenschappelijke en technische informatie via het aangeboden studiemateriaal en de lessen, eventueel aangevuld met doelgericht opzoekingswerk (K1, I3). Bij het verwerken van de leerstof kan er voor een specifiek scenario een beredeneerd oordeel gevormd worden over het relevante materiaalgedrag en bijhorende eigenschappen (I1, G1). Een controle van dit oordeel is hierbij belangrijk onderdeel van kritisch reflecteren (G3). De student kan tijdens de les communiceren met de docent, vakgenoten en niet-vakgenoten over inhoudelijke aspecten en dit zowel schriftelijk als mondeling waarbij hij de wetenschappelijke en discipline-eigen terminologie correct hanteren (G2). Na de les is er steeds ruimte voor reflectie en vragen over alle geziene leerstof maar eveneens voor een opinie over persoonlijke technologisch gerichte projecten (G2, G3).

De student moet in een labo-omgeving een mechanische beproeving correct kunnen uitvoeren, in overeenstemming met normen (P1) en samen met zijn labopartner(s) in staat zijn, uit gegevens of testresultaten, relevante materiaaleigenschappen te kunnen afleiden en interpreteren (G2). Hij is kritisch t.o.v. de hem aangeboden informatie en t.o.v. de zelf bekomen resultaten (I1, I3, G1, G3).

Begintermen

De student bezit een goede kennis van wiskunde, fysica en chemie.

Volgtijdelijkheidsvoorwaarden


Dit opleidingsonderdeel is een voorwaarde voor het opnemen van volgende opleidingsonderdelen:
JPI0UY : Statica en sterkteleer
JPI14L : Productietechnologie 1
JPI0W5 : Technologie van bouwmaterialen

Identieke opleidingsonderdelen

Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
JPI0ZB : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen (schakel) (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
ZA0151 : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen
T1AMA1 : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen
T1AMA2 : Structure, Behaviour and Sustainability of Materials
YI1379 : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen
JPI0VC : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen (Niet meer aangeboden dit academiejaar)
B3074J : Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen

Plaats in het onderwijsaanbod

Onderwijsleeractiviteiten

4 sp. Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: college (B-KUL-JLI0X8)

4 studiepuntenNederlandsWerkvorm: College36 urenEerste semester
Gothivarekar Sanjay
OC Polyvalente Ingenieursvorming - Campus Gent

Inhoud

Onderwerpen die aan bod komen in deze cursus:

  • Inleiding - circulaire benadering
  • Overzicht van verschillende materiaalklassen (metalen, kunststoffen, keramische materialen, composieten …)
  • De begrippen stijfheid (E, G, ν), spanning, rek
  • Fysische materiaalkunde:
    • Atoom: elektronenconfiguratie & elementeigenschappen
    • Binding: bindingspotentiaal, bindingsenergie, soorten bindingen
    • Ordening: amorf, kristallijn, semi-kristallijn
    • Kristalstructuren en defecten en invloed op eigenschappen
  • Eigenschappen:
    • Smelt- & stollingstemperatuur
    • Thermische uitzetting
    • Elektrische en thermische geleiding, isolatie
    • Optische eigenschappen, diëlektrische eigenschappen
    • Densiteit
    • Elasticiteitsgrens, plastische vervorming (+ omvormtechnieken), ductiliteit, taaiheid, hardheid, glastransitietemperatuur, viscositeit
    • Diffusie (+ poedermetallurgie)
  • Fasetransformaties en microstructuren:
    • Smelten & stollen (+ giettechnieken, lastechniek)
    • Fase en fasenevenwicht (Gibbs), fasediagrammen, allotrope transformatie, diffusieloze transformatie
  • Artificiële systemen (deeltjes en vezels: beton, composieten, schuimen, …)
  • Materiaalgedrag onder verschillende vormen van statische en dynamische mechanische belasting (trek, vermoeiing, kruip, relaxatie, knik, …)
  • Breukgedrag (brosse breuk, ductiele breuk)
  • Materiaaldegradatie (thermisch, chemisch, oxidatie, …)
  • Materiaalkringlopen: maakprocessen, embodied energy, recyclage
  • Materiaalkeuze

Studiemateriaal

Leermiddelen: Cursus "Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen”, PowerPoint slides en andere bijkomende info op Toledo.

Toelichting onderwijstaal

Alle lessen, evenals het lesmateriaal, is in het Nederlands. Sommige belangrijke termen moeten wel in het Engels gekend zijn gezien dit de wetenschappelijke voertaal is. 

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

1 sp. Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: oefensessie (B-KUL-JLI0X9)

1 studiepuntenNederlandsWerkvorm: Practicum18 urenEerste semester
Gothivarekar Sanjay |  Vanden Hautte Koen |  Huylebroeck Niels (medewerker)
OC Polyvalente Ingenieursvorming - Campus Gent

Inhoud

De oefensessies sluiten nauw aan bij de colleges en er worden oefeningen gemaakt op de onderwerpen die aan bod komen tijdens de colleges. Deze oefeningen zijn technische berekeningen en/of inzichtsvragen. Het is de bedoeling hiermee de aangereikte theorie in te oefenen of beter te bevatten.

Bovendien worden de belangrijktste materiaalkundige begrippen gelinkt aan een aantal praktische toepassingen.

Studiemateriaal

  • Cursus " Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen "
  • Opgavebladen met oefeningen per hoofdstuk te vinden op Toledo.

Toelichting onderwijstaal

Alle lessen en lesmateriaal is in het Nederlands.

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

1 sp. Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: labosessie (B-KUL-JLI0XA)

1 studiepuntenNederlandsWerkvorm: Practicum18 urenEerste semester
D'Haese Wim |  Gothivarekar Sanjay |  Huylebroeck Niels (medewerker) |  Van de Velde Arne (medewerker)
OC Polyvalente Ingenieursvorming - Campus Gent

Inhoud

De labosessies, horend bij deze cursus, ondersteunen de colleges met de nodige praktische ervaring. Tijdens de labosessies wordt kennis gemaakt met verschillende destructieve en niet-destructieve testmethoden voor materialen (ferro en non ferro metalen, kunststoffen, …) en dit zowel door demo's als door eigen uitvoering van testen. In teamverband worden diverse mechanische proeven uitgevoerd. Hieruit worden, met behulp van de juiste berekeningen, de belangrijkste eigenschappen van deze materialen technisch geformuleerd en neergeschreven in een verslag.

Mogelijke testen die aan bod kunnen komen:

  • Trekproef
  • Hardheidsmetingen
  • Kerfslagproef
  • Metallografie
  • Buigproeven
  • Rekstrookjes
  • Jominy test
  • Rekristallisatie

Bij deze proeven wordt eveneens de invloed van thermische behandelingen, aard en samenstelling van het materiaal op de eigenschappen van het materiaal bepaald.

Studiemateriaal

Studiemateriaal en achtergrondinformatie over de specifieke de proeven is te vinden op Toledo.

Toelichting onderwijstaal

Al het lesmateriaal is in het Nederlands.

Evaluatieactiviteiten

Evaluatie: Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen (B-KUL-JVI0UZ)

Type : Partiële of permanente evaluatie met examen tijdens de examenperiode
Evaluatievorm : Mondeling, Schriftelijk, Verslag, Presentatie, Self assessment/Peer assessment
Vraagvormen : Meerkeuzevragen, Open vragen, Gesloten vragen
Leermateriaal : Rekenmachine

Toelichting


Dit OPO Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen (6 SP) bestaat uit de OLA's:

  • Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: college
  • Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: oefensessie
  • Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: labosessie

Het eindcijfer van het opleidingsonderdeel wordt berekend volgens de bepalingen hierover in het onderwijs- en examenreglement, inclusief de facultaire aanvullingen.

Let op: de berekening gebeurt op basis van de niet afgeronde cijfers, terwijl je in je loket enkel de afgeronde resultaten ziet.

  • Als een deelcijfer 6/20 of 7/20 bedraagt, dan wordt het eindresultaat van het opleidingsonderdeel maximum 9/20.
  • Als een deelcijfer minder dan 6/20 bedraagt, dan wordt het eindresultaat van het opleidingsonderdeel maximum 7/20.

- De colleges en de oefensessies worden samen geëvalueerd tijdens een schriftelijk examen met eventueel beperkte mondelinge verantwoording. Deze evaluatie gaat over de geziene leerstof tijdens de colleges en de oefensessies.

Bij het examen mag een "TI-30X Plus MultiView" of een "TI-30X Plus Math Print" rekenmachine gebruikt worden. Andere toestellen of varianten zijn niet toegelaten.

- De labosessie wordt permanent geëvalueerd.

Een officieel meegedeeld deelcijfer van minstens 10/20 voor een activiteit die opgenomen is in de lijst met overdraagbare activiteiten op http://iiw.kuleuven.be/studenten/aanvullendeinformatie, wordt overgedragen naar een volgende examenperiode binnen hetzelfde academiejaar.

Een officieel meegedeeld deelcijfer van minstens 10/20 voor een activiteit die opgenomen is in de lijst met overdraagbare activiteiten op http://iiw.kuleuven.be/studenten/aanvullendeinformatie, wordt overgedragen naar het volgend academiejaar.

Aanwezigheidsplicht:

Deelname aan de permanent geëvalueerde activiteiten is verplicht. Studenten die wegens overmacht (bv. ziekte) één of meerdere zittingen missen, moeten hun afwezigheid schriftelijk rechtvaardigen (in geval van ziekte door een ziekteattest) bij de betrokken docent. Zij kunnen met de verantwoordelijke lesgever(s) afspreken met het oog op het inhalen van de gemiste sessie(s). Indien er geen wettige rechtvaardiging is, wordt deze sessie met een nul gequoteerd.

Onwettige afwezigheid bij 2 of meer sessies resulteert in een NA.

Toelichting bij herkansen

Binnen dit opleidingsonderdeel zijn er deeloverdrachten bij een geslaagd deelresultaat:

  • Subtotaal col+oef (binnen en over academiejaar)
  • JLI0XA - Structuur, gedrag en duurzaamheid van materialen: labosessie (binnen en over academiejaar)

College + oefensessie: zelfde modaliteit als bij de eerste examenkans.

Labosessie: Een examen in de derde examenperiode over opleidingsonderdelen / onderwijsleeractiviteiten die permanent geëvalueerd worden, kan enkel een quotering verbeteren, maar komt niet in de plaats van de permanente evaluatie voor wie zich onttrokken heeft aan de permanente evaluatie door bijvoorbeeld niet deel te nemen aan de labo-activiteiten of onwettige afwezigheid.