Thesis supervisor: András Szekrényes
Location of studies (in Hungarian): BME Műszaki Mechanikai Tanszék Abbreviation of location of studies: MM
Description of the research topic:
a.) Előzmények: OTKA pályázatok (2007-2011), (2013-2017) és (2018-), Bolyai János Kutatási Ösztöndíj (2008-2011) és (2012-2015), MTA doktora disszertáció (2017)
b.) A kutatás célja: A rétegelt kompozit szerkezetek egyik alapvető tönkremeneteli módja a rétegek szétválása vagy másnéven delamináció. A delaminációk és repedések modellezése rétegelt lemezek és héjak esetén hagyományos térbeli végeselemekkel történik. Ez a modellezési módszer igen időigényes és a szerkezet méretétől és alakjától függően igen magas elemszámot eredményez. A kutatás célja olyan rúd, lemez és héj végeselemek kifejlesztése, amelyek segítségével hatékonyan modellezhetők delaminációk és repedések vékonyfalú szerkezetekben. A módszer alapja az un. egzakt kinematikai feltételrendszer, amely a hagyományos Kirchhoff és Mindlin-féle lemezekre valamint a magasabbrendű lemezelméletekre is alkalmazható. A technika alkalmazása során a vékonyfalú szerkezetet a delamináció síkjában két részre kell osztani és meg kell fogalmazni a folytonossági feltételeket a két lemezfél között. Ha a repedésfront környezetében a feszültségi állapot pontosan le van írva, akkor a J-integrál értéke is pontosan számolható. Ez a fajta megoldás nem érhető el több VE szoftverben sem (pl. ANSYS). A módszer összekapcsolható számos ipari alkalmazással (autógyártás és repülőgépipar, tartályok, stb.), valamint az izogeometrikus és differenciál kvadratúra módszerrel, továbbá alkalmazható sandwich szerkezeteknél is.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. Irodalom: végeselem módszer, izogeometrikus módszer, törésmechanika, lemez- és héjelméletek. (12 hónap).
2. Modellkészítés, rétegelt szerkezetek, vékonyfalú szerkezetek magasabb rendű elméletei, a J-integrál analitikus és numerikus számítása delaminált szerkezetekben. (18 hónap).
3. A modellek diszkretizálása végeselem, izogeometrikus és differenciál kvadratúra módszerrel. (18 hónap).
d.) A szükséges berendezések: Számítógépes háttér, szoftverek.
e.) Várható tudományos eredmények: A delaminációk és repedések hatékony modellezése új végeselem típusokkal, az izogeometrikus és differenciál kvadarúra módszer alkalmazása delaminált vékonyfalú szerkezetekre, a J-integrálra vonatkozó összefüggések levezetése, a módusok szétválasztása általános esetben.
f.) Irodalom
1. Szekrényes, A. Higher-order semi-layerwise models for doubly-curved delaminated composite shells. Archive of Applied Mechanics (2020) (közlésre elfogadva).
2. Juhász, Z., Szekrényes, A. An analytical solution for buckling and vibration of delaminated composite spherical shells, Thin-Walled Structures (2020) 148, 106563
3. Szekrényes, A. Analytical solution of some delamination scenarios in thick structural sandwich plates, Journal of Sandwich Structures and Materials (2019) 21(4), pp. 1271-1315
4. Szekrényes, A. The role of transverse stretching in the delamination fracture of softcore sandwich plates. Applied Mathematical Modelling (2018), 63, pp. 611-632.
5. Szekrényes, A. Natural vibration-induced parametric excitation in delaminated Kirchhoff plates. Journal of Composite Materials 50(17), (2016) 2337-2364.
Login
