témavezető: Szabó Ferenc
helyszín (magyar oldal): BME Polimertechnika Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. T épület 205. helyszín rövidítés: PT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények: A polimer kompozit szerkezeti anyagok legjelentősebb felhasználója a járműipar, köszönhetően kiváló tulajdonságainak, mint a kis sűrűség, korrózióállóság, csillapítóképesség. A kompozitok alkalmazhatóságához szükséges, hogy az elkészült panelek egymáshoz történő kötése optimális módon kerüljön kialakításra. BME Gépészmérnöki Kar Polimertechnika Tanszékén a különféle kötéstípusok vizsgálata évek óta intenzíven kutatott terület.
b.) A kutatás célja: Egy teherviselő lemezszerkezet (önhordó járműfelépítmény) alkatrészre bontását meghatározza annak komplexitása, illetve mérete. A bontás helyére, illetve az adott bontásnál alkalmazott kötés konstrukciós kialakítására vonatkozóan fémlemez-szerkezetek esetében komoly konstruktőri tapasztalat áll rendelkezésre, de ez a szálerősített polimerstruktúrák esetén az eltérő anyagok és technológiák miatt nem alkalmazható. A kutatás célja vákuuminfúzióval és/vagy RTM eljárással gyártott térhálós mátrixú kompozitstruktúrák esetében használatos ragasztott kötések mechanikai tulajdonságainak jellemzése, illetve tervezést segítő módszer fejlesztése az alkatrészekre bontás helyének és kötéstípusának optimális meghatározására, figyelembe véve a technológiai és mechanikai korlátozó feltételeket.
c.) Elvégzendő feladatok:
1. Irodalomkutatás a jelenleg gyakorlatban használt tervezési módszerekről és kompozitok modellezési eljárásairól végeselemes környezetben. (6 hónap)
2. Ragasztott kötés mechanikai tulajdonságának jellemzése kompozit alkatrész esetében. (6 hónap) Ragasztott kötés mechanikai viselkedésének numerikus analízise különös tekintettel a szilárdsági és tönkremeneteli tulajdonságokra. (12 hónap)
4. Gyártási költség-, gyártási ciklusidő becslő módszer fejlesztése RTM és vákuuminfúziós technológiákhoz. (12 hónap)
5. Több célfüggvényű optimalizáláson alapuló tervezési módszer fejlesztése és implementálása komplex homogén felület alkatrészre bontásához, és az alkatrészek közötti kötések
helyének és típusának optimális megválasztásához technológiai és mechanikai korlátozó feltételek mellett. (12 hónap)
d.) Szükséges berendezések: A kutatómunkához szükséges technológiai, anyagvizsgáló és mérőberendezések a Polimertechnika Tanszék laboratóriumában rendelkezésre állnak.
e.) A témához kapcsolódó elnyert pályázat: NVKP_16-1-2016-0046
f.) Várható tudományos eredmények: Új automatizált tervezési módszer kompozit lemezszerkezetek optimális alkatrészre bontásához.
g.) A témához kapcsolódó irodalom:
• Velea M. N., Wennhage P., Zenkert D.: Multi-objective optimisation of vehicle bodies made of FRP sandwich structures. Composite Structures, 111, 75-84 (2014).
• Mårtensson P., Zenkert D., Åkermo M.: Cost and weight efficient partitioning of composite automotive structures. Polymer Composites, 38, 2174-2181 (2017).
• Zink B., Szabó F., Hatos I., Suplicz A., Kovács N. K., Hargitai H., Tábi T., Kovács J. G.: Enhanced Injection Molding Simulation of Advanced Injection Molds. Polymers, 9, 77, 1-11 (2017).