TEMATYKA DZIAŁALNOŚCI NAUKOWEJ |
MODEL EFEKTYWNY DLA MATERIAŁÓW KOMÓRKOWYCH
Poszukiwanie nowych wielofunkcyjnych materiałów odpowiada
najnowszym tendencjom tworzenia materiałów o założonych z góry własnościach
w tym również własnościach mechanicznych. Takie modelowanie oparte
jest na znajomości relacji pomiędzy strukturą wewnętrzną a własnościami
materiału w skali makro. Ustalenie tych relacji jest podstawowym
zadaniem, którego rozwiązanie prowadzi do skonstruowania modelu
efektywnego.
Obiektem zainteresowań są materiały komórkowe o komórkach
otwartych lub zamkniętych, które tworzą szkielet mikrostruktury o
regularnym przestrzennym układzie oraz pianki charakteryzujące się układem
nieregularnym. Własności mechaniczne takich struktur można wyznaczyć w
oparciu o szczegółową analizę komórki reprezentatywnej, z postaci której
można wnioskować o symetrii materiału. Typowa dla mikromechaniki
koncepcja modelowania dwuskalowego prowadzi do sformułowania continuum
zastępczego jako modelu efektywnego. Modelowanie struktury szkieletu
elementami typu belkowego (dla komórek otwartych) lub płytowego (dla komórek
zamkniętych) pozwala wyznaczyć składowe tensora sztywności dla materiału
anizotropowego jako funkcje sztywności elementów składowych i parametrów
opisujących geometrię komórki reprezentatywnej. Daje to możliwość
sterowania parametrami mikrostruktury w celu modelowania wskazanych własności
sprężystych materiału.
W zakresie poza liniowo-sprężystym niezbędne jest podejście
numeryczne oparte na teorii homogenizacji.
|