Działalność naukowa

 

Rozwijanie podstaw teoretycznych nauki należy do podstawowych obszarów działalności naszej Katedry. Część zagadnień naukowych analizowana jest jako samodzielne opracowania teoretyczne, natomiast inne są rozwijane przy okazji realizacji projektów ściśle związanych z praktycznymi zastosowaniami inżynierskimi oraz przemysłowymi. Poniżej można znaleźć więcej na temat konkretnych badań:


Metoda parametryzacji potencjałów EAM (Embedded Atom Method)

Osoba odpowiedzialna: dr inż. Kinga Nalepka

Modele atomowe umożliwiają opis licznych procesów zachodzących w materiałach, na przykład: transformacji strukturalnych, rozwoju dyslokacji etc. Międzyatomowe oddziaływania w metalach przeważnie opisywane są za pomocą potencjału, którego formuła może być wyrażona w formacie zaproponowanym w metodzie zagnieżdżonego atomu (EAM). Specyfikacja modelu EAM dla danego metalu wymaga odpowiedniego doboru parametrów. Proponowane podejście do znalezienia parametrów bazuje na pomyśle następującego założenia: wymagane jest, aby model EAM poprawnie odtwarzał elementarne procesy małych odkształceń powstające w wyniku spektralnej dekompozycji tensora sztywności. Opisana metoda została zastosowana do badań nad kryształem miedzi.

do góry...


Badania warstw przejściowych elementów złożonych

Osoba odpowiedzialna: dr inż. Kinga Nalepka

Warstwy przejściowe metal/tlenek determinują pracę wielu urządzeń i elementów konstrukcyjnych, są stosowane np. w: pokryciach izolacyjnych turbin, urządzeniach mikroelektrycznych itd. Dlatego prowadzone są badania nad wytzymałością wiązań w strefie interfejsu elementów złożonych. Opracowano zmodyfikowaną procedurę obliczania energii metaliczno-tlenkowych interfejsów w ramach zmienno ładunkowego modelu (CTIP+EAM). Zgododnie z proponowanym podejściem lokalne ładunki i położenia atomów wyznaczane są tylko w pewnym wydzielonym obszarze interfejsu, co znacznie ułatwia obliczenia dzięki redukcji liczby zmiennych. Obecnie wykazano, że w zależności od relacji CTIP i EAM można zwiększyć poprawność obliczeń. Badania realizowane są dla wiązania miedź-korund.

do góry...


Kryteria stanów granicznych materiałów

Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Ryszard Pęcherski, mgr inż. Paweł Szeptyński

W Katedrze rozwijane jest zagadnienie kryterium stanu granicznego materiałów anizotropowych wykazujących SDE. Materiały wykazujące efekt SDE to takie, które mają różne wartości graniczne naprężenia przy ściskaniu i rozciąganiu. Punktem wyjścia jest matematyczna teoria sprężystych stanów własnych oraz energetyczna interpretacja kryteriów stanów granicznych dla materiałów izotropowych (J. Rychlewski). Przedstawiono propozycję kryterium stanu granicznego wyprowadzoną z energetycznych hipotez wytężenia materiału Burzyńskiego i Rychlewskiego, ze szczególnym uwzględnieniem zagadnień płaskich. Podano ogólną postać kryterium dla wybranych płaskich symetrii sprężystych.



   

do góry...


Kryteria projektowe elementów nośnych w górnictwie i hutnictwie

Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Stanisław Wolny, dr inż. Filip Matachowski

Współczesne wymagania nośności, bezpieczeństwa, jak i ekonomii produkcji, domagają się nowoczesnych kryteriów projektowych dla urządzeń i konstrukcji, uwzględniających te potrzeby. Zagadnienia te są rozwijane w ramach prac nad konkretnymi projektami we współpracy z przemysłem. Więcej informacji znajduje się w dziale Współpraca.

do góry...


Modele przewidywania wzrostu pęknięć zmęczeniowych

Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Andrzej Skorupa, prof. dr hab. inż. Małgorzata Skorupa, dr hab. inż. Tomasz Machniewicz, mgr inż. Adam Korbel

W Katedrze prowadzone były teoretyczno-eksperymentalne prace z zakresu prognozowania rozwoju uszkodzeń zmęczeniowych. W oparciu o wyniki doświadczalne opracowano własną koncepcję modelu pasmowego płynięcia do przewidywania prędkości rozwoju pęknięć. Rozważono obciążenia zmienno i stało amplitudowe oraz różne gatunki materiału (stale, aluminiowe stopy lotnicze). W rezultacie, po pozytywnej weryfikacji zgodności przewidywań modelu z eksperymentem, możliwe jest za pomocą opracowanego modelu prognozowanie trwałości zmęczeniowej elementów konstrukcji i określenie procedur kontroli stanu tych elementów.

Prace stały się podstawą do napisania monografii: "Prognozowanie rozwoju pęknięć zmęczeniowych w wybranych metalach" (aut.: T. Machniewicz).



   

do góry...


Zmęczenie w połączeniach nitowych w konstrukcjach lotniczych

Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Andrzej Skorupa, prof. dr hab. inż. Małgorzata Skorupa, dr hab. inż. Tomasz Machniewicz, mgr inż. Adam Korbel

Własności zmęczeniowe połączeń nitowych i nitów wykazują dużą zależność od parametrów związanych z ich geometrią oraz technologią wykonania. Zanalizowano wpływ bardzo wielu czynników, ze szczególnym uwzględnieniem wielkością siły, z jaką nity zostały zakute, znaczenia siły tarcia między blachami, wpływu wtórnego zginania. Oprócz rozwiązań znanych z literatury zaproponowano dwie nowe techniki optyczne stosowane do badań połączeń nitowych w warunkach odpowiadających rzeczywistej pracy konstrukcji.

Jako synteza prac nad zmęczeniem, w szczególności połączeń nitowych, powstała monografia "Riveted lap joint in aircraft fuselage. Design, analysis and properties." (aut.: A. Skorupa i M. Skorupa).



   

do góry...