Skip to Main Content

Projekty badawcze w sieci VIA CARPATIA

Szczegóły projektu badawczego

Numer umowy
2019/33/N/ST8/02382
Wykonawcy badań/ podległość
Wydział Mechaniczny
Tytuł
Procesy pękania elementów z karbami wykonanych z tworzyw sztucznych, w warunkach prostych i złożonych stanów obciążenia
Streszczenie
Pękanie jest zjawiskiem niebezpiecznym, na które bardzo często narażone są elementy konstrukcyjne. Występujące w nich karby (otwory, nacięcia czy szczeliny), koncentrujące naprężenia sprzyjają zniszczeniu tego typu. Proces ten zazwyczaj przebiega przy dużych prędkościach, szczególnie w materiałach kruchych i quasi-kruchych takich jak tworzywa sztuczne, które coraz częściej wypierają tradycyjne materiały konstrukcyjne. Istotne jest przewidywanie tego zjawiska, a tym samym zapobieganie jego negatywnym skutkom. Prognozowanie procesu pękania jest możliwe, dzięki stosowaniu kryteriów pękania. Istniejące kryteria, stosowane do badania pękania w tworzywach sztucznych, należą najczęściej do kryteriów kruchego pękania, bazujących na liniowej teorii sprężystości. Skuteczne wykorzystanie z tych narzędzi jest możliwe tylko dla elementów pracujących w bardzo niskich temperaturach, obciążanych dynamicznie, czy też osłabionych ostrymi karbami. Tworzywa sztuczne wykazują nieliniowość, którą należy uwzględnić podczas prognozowania pękania. Brakuje kryteriów uniwersalnych, niebędących dedykowanymi do konkretnego rodzaju karbu czy warunków obciążenia. Celem niniejszego projektu jest opracowanie modelu obliczeniowego, który posłuży do prognozowania zjawiska pękania w płaskich elementach konstrukcyjnych wykonanych z tworzyw sztucznych, osłabionych karbami, pracujących w prostych i złożonych stanach obciążenia. Kryterium pozwoli na przewidywanie pękania w tworzywach sztucznych niezależnie od rodzaju występujących karbów, a także warunków obciążenia. Projekt przewiduje trzyetapowy plan badań. Podstawą będą badania doświadczalne, na ich podstawie przeprowadzone zostaną obliczenia numeryczne, w wyniku których ustalone zostaną pola odkształceń i naprężeń w warunkach krytycznego obciążenia. Badania teoretyczne będą ostatnim etapem. Sformułowane i zweryfikowane zostanie kryterium pękania. Podczas etapu eksperymentalnego zostaną przeprowadzone testy rozciągania, ściskania, skręcania, a także rozciągania ze skręcaniem lub ściskania ze skręcaniem, na płaskich próbkach wykonanych z tworzyw sztucznych (PMMA, PC) osłabionych karbami typu V o różnym promieniu zaokrąglenia dna. W przypadku obciążeń złożonych, zostaną uwzględnione proporcjonalne i nieproporcjonalne składowe. Rzeczywista krzywa umocnienia oraz krytyczne wartości obciążenia, zostaną zaimplementowane do modelu numerycznego, na podstawie którego określone zostaną pola odkształceń i naprężeń w okolicy dna karbu. Uwzględniona zostanie nieliniowość geometryczna i materiałowa. Planowane w projekcie kompleksowe badania pękania (doświadczalne, numeryczne i teoretyczne) pozwolą na uzupełnienie dotychczasowej wiedzy z zakresu pękania tworzyw sztucznych osłabionych karbami. Będą opisem podstaw fizycznych procesu rozwoju uszkodzeń. Wyniki posłużą zarówno do opracowania nowych modeli obliczeniowych jak i weryfikacji już istniejących. Skuteczne prognozowanie zjawiska pękania, jest podstawą określania bezpiecznych warunków pracy elementu konstrukcyjnego i powinno być realizowane już na etapie projektowania.
Program
PRELUDIUM
Uczelnia
Politechnika Białostocka
Slowa Kluczowe
karby; kryterium pękania; pękanie; tworzywa sztuczne

Informacje o projekcie

Stopka
Minister Nauki

Zadanie finansowane w ramach zlecenia
Ministra Nauki pod nazwą "Politechniczna Sieć VIA CARPATIA im. Prezydenta RP Lecha Kaczyńskiego" w latach 2022-2025

MNiSW
Wersja: 0.1b Właścicielem i administratorem danych zawartych w bazie danych są uczelnie: Politechnika Rzeszowska, Politechnika Lubelska oraz Politechnika Białostocka. Zaprojektowanie witryny: Paweł Kuraś, Krzysztof Demidowski, Veronika Vanivska
Built with using Oracle APEX