Projekti / Programi
01. januar 2015
- 31. december 2018
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.11.00 |
Tehnika |
Konstruiranje |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
mešane porazdelitve, gostote močnostnega spektra, gumeni kompoziti, reološki modeli, energijske metode, litij-ionske baterije, krivulje zdržljivosti, dinamična zdržljivost, ulitki, hibridne nosilne strukture, mehanski varnostni elementi, les, lesni hibridi in kompoziti, mehanika loma, utrujanje.
Raziskovalci (15)
Organizacije (2)
Povzetek
Ker želimo razpoložljive ure programa razdeliti med več raziskovalcev in jim tako omogočiti raziskovanje, smo se odločili, da tematike obravnavamo po točkah, ki si v istem zaporedju sledijo skozi celoten dokument.
A. Za oceno neznanih parametrov mešanih porazdelitev smo razvili algoritem rebmix, ki ga želimo dodatno izpopolniti. Cilja sta statistična utemeljitev kritičnih korakov algoritma ter dodajanje novih parametričnih družin.
B. Za napoved dobe trajanja v frekvenčnem prostoru smo uporabili originalno Dirlikovo metodo. Le-to želimo modificirati tako, da bo pri napovedi upoštevala tudi vpliv temperature in posebne oblike obremenitev.
C. Na področju gumenih kompozitov bomo raziskavo usmerili v modeliranje napetostno-deformacijskih stanj gume in gumenih kompozitov in izboljšanje metode za napovedovanje dobe trajanja gumenih kompozitov.
D. Izpopolniti želimo metodo za napovedovanje dobe trajanja termomehansko obremenjenih delov z energijsko metodo. Cilja sta vgraditev vpliva srednje napetosti na sproščeno energijo in na poškodbo zaradi utrujanja in izračun viskoplastične sproščene energije s pripadajočo poškodbo.
E. Razvili smo že metode za napovedovanje dobe trajanja kovinskih termomehansko obremenjenih komponent. Raziskali bomo, kako lahko razvite metode uporabimo pri termomehanskem obremenjevanju litij-ionskih baterij.
F. Izpopolnili bomo modele za modeliranje dobe trajanja materialov, ki izkazujejo prelom v krivulji zdržljivosti. Cilj je razviti statistični model, ki bo omogočal opustitev predpostavke o homogenosti parametra raztrosa dobe trajanja vzdolž krivulje zdržljivosti.
G. Nadaljevali bomo raziskave na področju modeliranja dobe trajanja ulitkov z nehomogenostmi. Pri tem bomo zasledovali cilj, da tudi za ulitke s prisotnimi grozdi makropor razvijemo fenomenološko korektni model za napovedovanje dobe trajanja, ki bo temeljil na poznavanju homogenih materialnih karakteristik in statistične variabilnosti geometrije nehomogenosti.
H. Na področju raziskave zdržljivosti dinamično obremenjenih izdelkov s hibridno kovinsko-nekovinsko nosilno strukturo bomo izboljšali numerično modeliranje in vrednotenje zdržljivosti takšnih izdelkov. Z izboljšanimi numeričnimi modeli nameravamo izboljšati nosilnosti hibridnih spojev.
I. Izpopolnili bomo metodologijo za napovedovanje obnašanja izdelkov, ki so obremenjeni s kratkotrajnimi in sunkovitimi obremenitvami.
J. Za izdelke iz lesa bomo določili vplive porazdelitve verjetnosti pojava in lokacije nehomogenosti (letnice, grče in ostale rasne značilnosti) na materialne karakteristike lesa.
K. Raziskali bomo čas nastanka in čas rasti poškodbe pri utrujanju lesenih ter hibridnih in kompozitnih materialih na osnovi lesa.
Pomen za razvoj znanosti
A. Mešane porazdelitve so pomembno področje raziskovanja v svetu. Rebmix je izviren, ker določa neznane parametre zaporedoma in ne sočasno kot ostali algoritmi. Omogoča razširitve na področje klasifikacije in nevronskih mrež.
B. Modificirana Dirlikova metoda omogoča računsko hitrejše napovedi dobe trajanja ob sočasnem upoštevanju vpliva temperature. Upoštevanje obremenitvenih ciklov z veliko amplitudo bo izboljšalo varnost metode v primeru njihovega pojavljanja.
C. Gumeni kompoziti so malo raziskani in je zato na tem področju še veliko odprtih vprašanj in možnosti za raziskave. Vsaka nova raziskava pripomore k boljšemu razumevanju njihovega obnašanja v različnih pogojih uporabe.
D. Računanje sproščene energije s Prandtlovimi operatorji ima prednost pred ostalimi metodami, saj se energija računa sproti in neodvisno od oblike histerezne zanke. Nadgraditev modela pa bo še izboljšala napovedi.
E. Termomehansko utrujanje litij-ionskih baterij je slabo raziskano področje, znanstvenih objav v tem segmentu praktično ni. Z načrtovanim raziskovanjem bomo prispevali k znanju napovedovanja zdržljivosti litij-ionskih baterij.
F. Za modeliranje dobe trajanja v ultra-velikocikličnem področju je potrebno poznati ustrezen trend in raztros krivulje zdržljivosti pod točko Haibachovega preloma. Obstoječe metode Haibachov prelom zanemarjajo, z našo metodo pa bomo lahko krivuljo zdržljivosti korektno opisali tudi v tem področju.
G. Z razvito metodo bomo lahko ocenjevali trend znižanja dobe trajanja dinamično obremenjenih struktur, ki vsebujejo grozde makro por. Na ta način bomo lahko bolje ocenili dobo trajanja dinamično obremenjenih ulitkov in poroznih (penastih) materialov, ki se uporabljajo na področju lahke gradnje nosilnih elementov.
H. Z zanesljivim simuliranjem napetostno-deformacijskih stanj hibridnih kovinsko-nekovinskih struktur bo olajšana njihova optimizacija in napoved njihovega obnašanja v realnih obratovalnih razmerah že v zgodnjih razvojnih fazah. Posledično bo omogočena tudi racionalizacija eksperimentalnega dela za dokazovanje njihove zdržljivosti.
I. Z razvito metodologijo bomo bolje okarakterizirali materialne lastnosti gradiv ter opisali obnašanje izdelkov pri sunkovitih obremenitvah, zato bomo lažje optimirali njihovo maso in nosilnost.
J. Les je zaradi svojih specifičnih lastnosti v svetu še malo raziskan in zato obstaja precej možnosti za raziskave. Vsi rezultati novih raziskav bodo omogočali boljše razumevanje lastnosti in obnašanja lesa posameznih vrst ter hibridov in kompozitov na osnovi lesa pri različnih pogojih uporabe.
K. Glej točko J.
Pomen za razvoj Slovenije
A. Paket rebmix prispeva k promociji države in tudi vključevanje v mednarodno delitev dela. Navedimo le SomatiCA http://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/SomatiCA.html, ki uporablja rebmix v medicini.
B. Glej točko D.
C. Naša programska skupina že dlje časa aktivno sodeluje s podjetjem Veyance Technologies, tako da se vse osvojeno znanje in razvoj na področju gumenih izdelkov neposredno prenaša v podjetje, kar prispeva k njihovi uspešnosti in konkurenčnosti.
D. Ustvarjamo možnosti za uporabo razvite metodologije v zgodnjih razvojno-konstrukcijskih fazah v avtomobilski industriji, strojegradnji in energetiki. S tem vplivamo na porabo surovin in zmanjšanju stroškov na izdelano enoto. Preko skupnih projektov s poslovnimi partnerji pa prenašamo razvito znanje v industrijo.
E. Električna vozila imajo velik vpliv na promet, mobilnost in okolje, saj zagotavljajo vozila brez emisij in zmanjšujejo odvisnost od edinega vira energije, uvoženih pogonskih goriv.
F. Moderna vzmetna jekla imajo točko Haibachovega preloma pogosto pod milijonom obremenitvenih ciklov in so vgrajena v aplikacije, kjer se preseže sto milijonov obremenitvenih ciklov (cestni, železniški transport). Razvita metoda bo omogočila boljšo karakterizacijo teh jekel, ki jih proizvajajo tudi v slovenskih železarnah.
G. V avtomobilski industriji je velik poudarek na zmanjševanju mase vozil zaradi manjših izpustov toplogrednih plinov. Zato se v vozila vgrajuje vse več lahkih ulitkov in poroznih elementov. Razvita metoda bo neposredno olajšala napoved zdržljivosti v eksploataciji pri razvoju novih lahkih elementov vozil, ki jih razvijajo tudi slovenski dobavitelji avtomobilske industrije.
H. V zadnjih letih se maso vozil zmanjšuje tudi z uporabo hibridnih kovinsko-nekovinskih struktur. Uporaba zanesljivih simulacij za razvojno napovedovanje obnašanja hibridnih struktur v eksploataciji pomeni konkurenčno prednost za slovenska podjetja, ki razvijajo takšne izdelke (npr. proizvajalci svetlobne opreme in varnostnih elementov vozil).
I. Zanesljiv razvoj varnostnih elementov vozil ob zmanjšanem obsegu eksperimentov je mogoč le ob dobrem poznavanju in karakterizaciji obnašanja materialov pri sunkovitih obremenitvah. Z razvito metodologijo bomo izboljšali dosedanji proces razvojnega vrednotenja takšnih elementov.
J. Les kot »čist« material bo v prihodnje pomembna surovina, s katero je bogata tudi Slovenija. Poznavanje lomno-mehanskih lastnosti lesa posameznih vrst ter hibridov in kompozitov na osnovi lesa je zato izrednega pomena in lahko predstavlja konkurenčno prednost slovenskih podjetij.
K. Glej točko J.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2015,
2016,
2017,
zaključno poročilo
