Aluminijeve zlitine imajo zaradi širokega spektra dobih lastnosti velik potencial v avtomobilski industriji. Njihovo uporabnost pa ovira dovzetnost za pojav napak v gradivu. Napake v ulitku, kot sta poroznost in vključki, imajo velik vpliv na funkcionalnost in zanesljivost izdelka. V doktorski nalogi je predstavljena metodologija za napovedovanje dobe trajanja in njenega raztrosa za ulite izdelke z nehomogenostmi. Metoda temelji na eksperimentalnih podatkih in rezultatih numeričnih analiz napetostno-deformacijskega stanja ulitkov z nehomogenostjo. Značilnost metode je, da dobo trajanja napove na podlagi zdržljivostnih krivulj homogenega materiala in statistične porazdelitve preiskovane nehomogenosti. Primernost metodologije je bila najprej preverjena na primeru zdržljivostnih testov poroznih preskušancev, nakar je bila aplicirana še na preskušance z vključki. S predlagano metodologijo je mogoče dobro oceniti red velikosti dobe trajanja ulitkov s prisotno nehomogenostjo. Njene glavne prednosti so, da za napoved uporablja materialne karakteristike homogenega materiala ter da je časovno izjemno efektivna.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 13280027Izvedeno je bilo napredno razvojno vrednotenje posledic longitudinalnega trka od zadaj za potnika na sprednjem sedežu in nnosilno strukturo sprednjega sedeža. Pri tem so bili upoštevani robni pogoji za izvedbo trka v skladu z ECE in EuroNCAP normativi. Pri simulaciji trka je bil uporabljen model BIORID testne lutke. Nosilna struktura sedeža z vsemi oblogami je bila detajlno modelirana. Rezultati simulacije kažejo dobro ujemanje spremembe položaja lutke in premikov sedeža z eksperimentalno določenimi vrednostmi.
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 13006107Napovedovanje dobe trajanja je pomemben del procesa razvoja novega izdelka, saj lahko nenadna odpoved katere od komponent povzroči gmotno škodo ali celo terja človeška življenja. Obstaja veliko metod, s katerimi na različne načine in različno dobro izračunamo pričakovano dobo trajanja. V doktorski raziskavi je predstavljen model, ki smo ga zasnovali na energijskih metodah in v katerem je za merilo utrujenostne poškodbe izbrana sprememba sproščene energije. Na podlagi energijske bilance segmenta Prandtlovega operatorja, ki se sicer uporablja za simuliranje napetostno-deformacijskih stanj, smo določili energijski večosni model in nadgradili izhodiščno metodologijo za izračun dobe trajanja. Z numerično simulacijo smo pokazali, da je preračun sproščene energije z razvitim modelom z operatorji boljši od uveljavljene metode z integriranjem histerezne zanke, saj za izračun ne potrebujemo zaključenih ciklov, pretvorbe večosnih napetostno-deformacijskih stanj v ekvivalentna enoosna stanja, vezano in sproščeno energijo pa računamo ločeno in sproti, kar je velika prednost. S primerjavo izračunanih dob trajanja z izmerjenimi smo pokazali, da je razvita metoda primerna.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 13047835V avtomobilski industriji so veliki napori usmerjeni k zmanjševanju mase in nižanju proizvodnih stroškov sestavnih delov. Zato se v proizvodnji zračnih vzmeti veliko vlaga v razvoj novih izdelkov, ki so lažji in cenejši od njihovih predhodnikov. V sodelovanju s podjetjem Veyance Technologies je bila napravljena analiza uporabe alternativnih materialov za izdelavo odvalnih valjev, ki so klasično narejeni iz jekla oziroma aluminija. Analiza je pokazala, da je ekonomsko najbolj upravičen material polimer (Poliamid), ki mora biti zaradi velikih obremenitev ojačan s steklenimi vlakni. S spremembo materiala se drastično spremeni tudi način oblikovanja odvalnega valja, ki mora biti materialu primeren. Posledično je bil razvit povsem nov odvalni valj z enako zunanjo geometrijo kot jo ima njegov predhodnik iz jekla. Na novem odvalnem valju so bile opravljene številne analize in testiranja, ki potrjujejo trdnostno ustreznost valja. S prehodom na alternativni material se je odvalnemu valju masa iz 3,96 kg znižala na 1,42 kg kar pomeni 64% znižanje mase. Poleg znižanja mase so se za dobrih 10% znižali tudi proizvodni stroški. S tem je bil cilj raziskave dosežen, kot rezultat tega pa se v bodoče obeta prehod še ostalih odvalnih valjev in tudi osnovnih plošč zračnih vzmeti iz jeklenih na polimerne.
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 13045275Natančno poznavanje materialnih lastnosti in odziva materiala na različna obremenitvena stanja je pri določevanju dobe trajanja izdelkov ključnega pomena. Posebno pozornost moramo nameniti izdelkom, ki so v obdobju obratovanja obremenjeni z različnimi sestavljenimi obremenitvami kot je naprimer termomehansko obremenitveno stanje. V nalogi je predstavljen primer določevanja utrujenostnih lastnosti materiala z oznako 1.4512 (EN 10088-2) tako za malociklično kot za velikociklično področje pri različnih temperaturah, s čimer je določeno širše območje zdržljivosti materiala. Kot vpliv na zdržljivost je obravnavan var, ki predstavlja zaradi težnje po zmanjševanju mase izdelka vse pogostejši postopek spajanja dveh delov v celoto. Zaradi vplivov med postopkom varjenja var zmanjša zdržljivost osnovnemu materialu. Dodatno je kot vpliv na zdržljivost obravnavano staranje, ki se pojavi pri izpostavljenosti materiala določeni temperaturi v določenem časovnem obdobju. Izvedena je analiza eksperimentalnih rezultatov in določene krivulje zdržljivosti za področje malocikličnega in velikocikličnega obremenjevanja. Posebna pozornost je namenjena malocikličnemu obremenjevanju in obdobju utrujenostne rasti razpoke, katere zakonitost pri dimenzioniranju izdelkov s čim manjšo maso ob poznavanju obremenitvenih pogojev predstavlja bistven pomen.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 13284635