Faglig innhold

Utmatting og brudd er viktige feilmoder for skip og offshorekonstruksjoner. Marine konstruksjoner er generelt designet og bygget for en gitt levetid, noe som krever detaljerte kunnskaper om utmattingsstyrken av de enkelte deler av konstruksjonen. Kunnskap om bruddegenskaper er spesielt viktig for konstruksjoner som utsettes for store tøyninger, f. eks. rørledninger i leggefasen, og for konstruksjoner som utsettes for arktiske temperaturer der stålmaterialer kan få redusert duktilitet. Emnet omfatter metoder for analyse og design av sveiste konstruksjoner med hensyn på utmatting og brudd. Det legges vekt på å utvikle kunnskap om materialkarakterisering og designprinsipper som er nedlagt i de mest relevante regler og veiledninger for design mot utmatting og brudd gitt av NORSOK, DNV, British Standards Institution og American Society for Materials and Testing (ASTM). Teorien er illustrert med regneøvinger som er realistiske i forhold til konstruksjonsdesign.

Læringsutbytte

Etter å ha fullført kurset skal studentene ha en inngående forståelse av de fysiske fenomener som styrer utmatting og brudd i konstruksjoner og være i stand til å etablere enkle beregningsmodeller for utmatting og brudd i komponenter i marine konstruksjoner. Studentene skal være i stand til å:

- Beskrive de grunnleggende prinsipper for lineær-elastisk og elastisk-plastisk bruddmekanikk.
- Forstå teorien for analyse av instabilt brudd i materialer.
- Beskrive bruddegenskapene for konstruksjonsmaterialer, temperatur-overgangen fra duktil til sprø oppførsel for karbon-stål og kriteriene for materialkarakterisering for å unngå instabile brudd.
- Forstå bruddvurderingsdiagrammet og være i stand til å bruke diagrammet i kvantitativ analyse av brudd.
- Forstå og bruke standarden for bruddesign gitt i BS 7910, Nivå 1 og 2.
- Forstå de grunnleggende mekanismer for utmattingsinitiering og sprekkvekst i metalliske materialer.
- Forstå og kunne anvende bruddmekanikk for å beregne sprekkvekst i utmatting, forstå sammenhengen mellom SN-diagram og sprekkvekstegenskaper for metaller.
- Forstå teknologiske faktorer som influerer på utmattingskapasiteten for sveiste konstruksjoner.
- Forstå fenomenet spenningskorrosjon (SCC), og hvordan materialer blir karakterisert med hensyn til SCC.
- Forstå effekten av marint miljø og katodisk vern på utmattingsinitiering og sprekkvekst, og hvordan effektene er tatt i betraktning i design.
- Forstå den grunnleggende teorien for kumulativ skade, og kunne beregne utmattingslevetid for konstruksjoner som utsettes for stokastiske belastninger.
- Forstå og bruke standarder og veiledninger for utmattinsdesign av sveiste platekonstruksjoner og rørknutepunkt.
- Forstå mekanismene for de metodene som brukes for å forbedre utmattingskapasiteten av sveiste konstruksjoner, og muligheter og begrensninger som ligger i disse metodene.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, regneøvinger, labdemonstrasjoner og et prosjekt. 70% av øvingene og prosjektarbeidet kreves godkjent for adgang til eksamen. Emnet inngår i et MSc-program for utenlandske studenter og blir undervist på engelsk etter behov.

Obligatoriske aktiviteter

• 7 av 10 øvinger
• Øvinger, prosjekt

Forkunnskapskrav

Grunnleggende materialteknikk og fasthetslære.

Kursmateriell

Instituttkompendier, forelesningsnotater, øvinger, laboratoriedemonstrasjoner.

Studiepoengreduksjon