Základní údaje o projektu

Doba realizace projektu

Financování projektu

Cíle projektu

Cílem projektu je vytvoření výzkumného týmu CeNDYNMAT pod vedením světově uznávaného vědce prof. Yannise F. Dafaliase z University of California, Davis, USA. Vytvořený tým studuje nelineární dynamické chování moderních materiálů a zaměřuje se na teoretické úlohy plasticity a nelineární dynamiky a na experimentální výzkum chování materiálu při statickém, dynamickém i cyklickém zatěžování v makro i nanooblastech s vlivem povrchových vlastností a prostředí vyvolávajících degradaci a stárnutí materiálu.

Pro naplnění cílů projektu bude:

• vytvořen odborný (vědecký) pracovní tým,
• dobudována potřebná infrastruktura,
• rozvíjena mezinárodní spolupráce.

Výzkumné oblasti

Projekt se zabývá nelineárním dynamickým chováním moderních a pokročilých materiálů se zaměřením na teoretické úlohy plasticity a nelineární dynamiky v součinnosti s experimentálním výzkumem mechanického chování materiálů při statickém i dynamickém cyklickém zatěžování v makro až nano rozměru s vlivy povrchových vlastností a působících prostředí.

Teoretické zaměření projektu:

• vývoj modelů směrového a kinematického zpevnění, vývoj modelů plasticity s velkými deformacemi, vývoj modelů tvárného poškozování materiálů a únavového porušení a vývoj modelů plasticity kovů s porézní strukturou,
• šíření vln napětí ve vrstevnatých, gradovaných, heterogenních a anizotropních materiálech a šíření vln v termo-elastickém prostředí,
• aplikaci navržených modelů plasticity pro velké deformace při dynamickém zatěžování,
• vývoj metod molekulové dynamiky pro šíření vln a popis deformačních procesů na atomární úrovni, tvárně-křehkého přechodu a modelování dynamického šíření trhlin.

Experimentální zaměření projektu

Teoretický výzkum je doplněn experimentálním hodnocením chování materiálů při jednoosém i víceosém statickém, kvazistatickém a únavovém zatěžování v oblasti elastických, elasticko-plastických a plastických deformací. Studovány jsou také problémy hodnocení postupně vznikajících změn při cyklickém zatěžování velmi citlivými metodami hodnocení lokálních vlastností a chování zejména v povrchových vrstvách i v malých lokalitách a profilování těchto změn přes vybrané řezy rozdílně zatížených oblastí. Taktéž je studován vliv povrchových vrstev a vliv degradačního procesu stárnutí materiálů od iniciace až po kritický stav ovlivňující mechanické vlastnosti kovů, polymerů a kompozitů.

Odborné aktivity:

• vývoj stávajících modelů směrového, nově i kinematického zpevnění plasticity kovů, zahrnutí polynomiálních modelů, modelování vlivu cross-efektu;
• plasticita porézních materiálů;
• vývoj korektních modelů plasticity pro velké deformace s numerickou implementací tvárného poškozování;
• vývoj metodiky hodnocení tenkých vrstev vytvářených nebo vznikajících degradací a studium vlivu lokálních vlastností v nehomogenitách materiálových systémů a vlivu povrchových vrstev a změn lokálních vlastností na únavové poškozování materiálu;
• studium postupných změn v povrchu a vybraných řezech po postupném únavovém zatěžování s využitím velmi citlivých analytických nanoindentačních metod;
• studium vlivu teplotních, korozních a klimatických podmínek na chování materiálu při statickém i únavovém zatěžování se sledováním postupných změn citlivými analytickými nanoindentačními metodami;
• studium stárnutí polymerů a kompozitů (experimentálními simulacemi působením teploty, vlhkosti a sluneční radiace) a probíhajících změn citlivými analytickými metodami od iniciace až po zhodnocení kritického stavu;
• šíření vln napětí v poddajných tělesech se zaměřením na vrstevnaté, gradované, heterogenní a anizotropní materiály; vývoj analytických, numerických metod a souvisejících experimentů; vývoj metod řízení šíření vln pomocí složení gradovaných vzorků a jejich geometrie;
• šíření vln v termo-elastickém prostředí;
• studium chování materiálu při dynamickém zatěžování (dynamická plasticita) s identifikací parametrů fenomenologických modelů (Hopkinsonovy tyče);
• aplikace navržených modelů plasticity pro velké deformace při dynamickém zatěžování (Taylorovy testy);
• vývoj metod molekulové dynamiky pro šíření vln a popisu deformačních procesů na atomární úrovni tvárně-křehký přechod a modelování dynamického šíření trhlin;

Kontakt:

Hlavní manažer projektu: Ing. Dušan Gabriel, Ph.D.