témavezető: Páczelt István
helyszín (magyar oldal): Műszaki Mechanikai Intézet helyszín rövidítés: MMI
A kutatási téma leírása:
A mérnöki gyakorlatban, sok helyen alkalmazzák az üveg ill. a szén szálakkal erősített kompozitokat. Kis hosszúságú szálak alkalmazása jelentős mértékben befolyásolja a gyártmány kifáradási határát. Nagy jelentőségüek azok a kutatások, amelyek numerikus szimulációval képesek megbecsülni a gyártmány mechanikai vislekedését, feszültségi, alakváltozási állapotát, továbbá a kifáradási határát. Számos modell került kifejlesztésre, de még vannak kérdések a reálisabb erdményt adó modellek kidolgozása tekintetében.
A szimuláció két fő részből áll. Egyik, magát a gyártmány legyártását (fröccsöntését) szimulálja, míg a második a micromechanikai modell felhasználásával elemzi a mechanikai állapotot.
A megoldandó feladat:
• A nemlineáris kontinuummechanikai és végeselem-módszerrel kapcsolatos ismeretek erősítése [1-4].
• MoldFlow és DigiMat program használatának megismerése, modellezési lehetőségeinek feltérképezése [5-6].
• Konkrétan:
1. MoldFlow programmal kapcsolatos a programba beépített különféle áramlást leíró modellekben [7-8] (Folgár-Tucker modell, Redukált alakváltozási záródási modell, Anizotróp forgási diffuziós modell) szereplő anyagjellemzők értékeinek beállítása, amelyekkel a legjobban meg lehet közelíteni a fröccsöntés folyamatát 4mm-nél vastagabb alkatrészek esetén. Itt célszerű a szálak sztohasztikus eloszlásának a figyelembevétele is.
2. A DigiMat programmal a micromechanikai modellezés [9-10] elvégzése. Elsőként a klasszikus homogenizálási technika alkalmazásának lehetőségét kellene tanulmányozni különféle anyagmodellek esetén (rugalmas, rugalmas-képlékeny, viscorugalmas-viscoplasztikus) megcélozva az anyagi paraméterek értékeinek minél jobb megbecslését.
A második esetben a DigiMat kifáradási modellt kell használni (pl. a szálak menti törés, az alapanyag törése, a Tsai-Hill féle klasszikus tönkremeneteli modell alkamazhatóságának tisztázása). Továbbá a terhelés tipusától függően a kis és nagyciklusú fáradások vizsgálata fontosnak bizonyul, az anyag válaszok frekvenciától való függése is a kutatások egy-egy irányát adhatja. További elméleti vizsgálatok szükségesek újabb, pontosabb mechanikai alakváltozási, feszültségi állapotot adó modellek kimunkálásához.
3. Kisérletek végzése.
• Konrét számítások végzése, eredmények irodammal és kisérletekkel való összevetése.
A kutatómunka során kapott eredmények alapján évente előadások tartására és igényes publikációk készítésére is nagy hangsúlyt kell fektetni.
A témát gondozó tanszék: Műszaki Mechanikai Intézet
Témavezető: Dr. Páczelt István akadémikus, professzor emeritus
Ipari hátter: Shinwa, Qualchem
Külföldi kapcsolatok:
1. Johannes Kepler Universitet Linz, Institute of Polymer Product Engineering, prof. Dr. Major Zoltán
2. Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Professor Zenon Mróz a Lengyel Tudományos Akadémia tagja, a Magyar Tudományos Akadémia tiszteletbeli tagja, a Miskolci Egyetem tiszteletbeli doktora
3. St. Lousi Washington Egyetem, Szabó Barna professzor a MTA kültagja, a Miskolci Egyetem tiszteletbeli doktora
Irodalom:
1. Bathe K.J.: Finite element procedures in engineering analysis, Prentice-Hall, Inc.,
Englewood Cliffs, New Jersey 07632, 1982.
2. Kollár L.P., Springer G.S.: Mechanics of composites structures, Cambridge University Press, Cambridge, 2003.
3. Wing Kam Liu – Moran B.: Nonlinear Finite Elements for Continua and Structures, John Wiley & Sons, Ltd., New York 2000.
4. Páczelt I.: Végeselem-módszer a mérnöki gyakorlatban I. Kötet , Miskolci Egyetemi Kiadó,1999, 450 p.
5. http://www.autodesk.com/products/moldflow/overview#, http://moldflow.eu/
6. https://www.dynamore.se/en/products/digimat
7. Rose P., Hine P.J., Parveen B.: Prediction of fibre orientation in short glass fibre reinforced composite injection molding, The 19-th Intern. Conf. on composite materials.
8. Foss P.H., Tseng H-C.: Prediction of Fiber Orientation Distribution in Injection
Molded Parts Using Moldex3D Simulation, POLYMER COMPOSITES—2013, DOI 10.1002/pc.
9. Kaiser J-M., Stommel M.: Micromechanical modeling and strength prediction of short fiber reinforced polymers, Journal of Polymer Engineering 32 (2012), 43-52.
10. Nguyen B.N., Kunc V.: An elastic-plastic damage model for long-fiber thermoplastics, International Journal of Damage Mechanics 19, (2010), 691-725.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2017-12-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
