Zakład Metod Komputerowych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zakład Metod Komputerowych"

Edyta Wójcik
5 lat temu
Przeglądów:

Zakład Metod Komputerowych Kierownik: prof. dr hab. inż. Michał Kleiber Z-ca Kierownika: dr hab. inż. Piotr Kowalczyk Pracownie: Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej kierownik: dr hab.

1 Zakład Metod Komputerowych Kierownik: prof. dr hab. inż. Michał Kleiber Z-ca Kierownika: dr hab. inż. Piotr Kowalczyk Pracownie: Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej kierownik: dr hab. inż. Jerzy Rojek, stan osobowy: 4 etaty, 2 doktorantów Pracownia Metod Komputerowych Inżynierii Materiałowej kierownik: prof. dr hab. inż. Paweł Dłużewski, stan osobowy: 5 etatów, 1 doktorant Pracownia Niezawodności i Optymalizacji kierownik: dr hab. inż. Krzysztof Doliński, stan osobowy: 3 etaty, 2 doktorantów Zespół Komputerowych Analiz Zaawansowanych Konstrukcji kierownik: prof. dr hab. inż. Krzysztof Wiśniewski, stan osobowy: 3 etaty, 1 doktorant

Zespół Komputerowych Analiz Zaawansowanych Konstrukcji Analiza numeryczna konstrukcji powłokowych Cel: Budowa niezawodnego elementu powłokowego i analiza wpływu parametrów mikrostruktury na własności

2 Zespół Komputerowych Analiz Zaawansowanych Konstrukcji Analiza numeryczna konstrukcji powłokowych Cel: Budowa niezawodnego elementu powłokowego i analiza wpływu parametrów mikrostruktury na własności konstytutywne powłok warstwowych Metoda: MES (dwupoziomowa interpolacja odkszt., poprawione f. kształtu), RVE Wyniki: a) modyfikacja transformacji wewnątrz-elementowych, która usuwa problem niespełniania patch testu, b) zmniejszono wrażliwość elementów na dystorsje kształtu. Perspektywy: rozszerzenie na elementy typu solid-shell, zastosowania do kompozytowych konstrukcji lotniczych Wyniki symulacji numerycznych: wrażliwość elementu na dystorsje kształtu. Publikacje: K. Wiśniewski, P. Panasz, Int. J. Num. Meth. Engng., 93, , 2013 (40pkt) P. Panasz, K. Wiśniewski, E. Turska, Finite Elem. Anal. Des., 66, 83-95, 2013 (35pkt) T. Bednarek, P. Kowalczyk, Comput. Mech., 51, , 2013 (40pkt) Porównanie z innymi typami elementów

Pracownia Metod Komputerowych Inżynierii Materiałowej Kontynualno-atomistyczna analiza

niejednorodnych kryształach metodami termodynamiki i rekonstrukcja atomistyczna Metoda:

pola tensorowe w QD GaN/AlGaN, (c) weryfikacja równań analitycznych 2 f/ ε 2 izotropowej

3 Pracownia Metod Komputerowych Inżynierii Materiałowej Kontynualno-atomistyczna analiza niejednorodności heterostruktury kryształów Cel: Modelowanie tensorowych pól w niejednorodnych kryształach metodami termodynamiki i rekonstrukcja atomistyczna Metoda: MES, preprocesor atomistyczny VECD, metody analityczne Wyniki: (a) dyslokacje w SiC, (b) pola tensorowe w QD GaN/AlGaN, (c) weryfikacja równań analitycznych 2 f/ ε 2 izotropowej funkcji tensorowej od ε sym(e 3 E 3 ) Perspektywy: modelowanie chemo-mechano-elektrycznych pól sprzężonych w nanostrukturach. Pola piezoelektyczne w QD GaN/AlGaN Rekonstrukcja atomist. dyslokacji w 4H- i 3C-SiC Dyfuzja chemiczna w kryształach Dortmund, 2009 Paryż, 2011 Warszawa, 2013 Berkeley, 2015

Pracownia Niezawodności i Optymalizacji Metody analizy niezawodności i optymalizacji konstrukcji wykorzystujące możliwości maszyn wieloprocesorowych Cel:

Metoda: Obliczenia równoległe (na klastrze Grafen) dla zadań głębokiego tłoczenia blach oraz drgań giętnych wału turbokompresora, własny program STAND.

Perspektywy: Prace nad pogłębieniem interdyscyplinarności programu STAND poprzez rozwiązywanie różnorodnych problemów naukowych i inżynierskich.

4 Pracownia Niezawodności i Optymalizacji Metody analizy niezawodności i optymalizacji konstrukcji wykorzystujące możliwości maszyn wieloprocesorowych Cel: Zastosowanie algorytmów przetwarzania równoległego w zadaniach analizy niezawodności i optymalizacji odpornościowej konstrukcji o parametrach losowych. Metoda: Obliczenia równoległe (na klastrze Grafen) dla zadań głębokiego tłoczenia blach oraz drgań giętnych wału turbokompresora, własny program STAND. Wyniki: Przeprowadzono numeryczne testy efektywności obliczeń równoległych dla zadania głębokiego tłoczenia blach. Perspektywy: Prace nad pogłębieniem interdyscyplinarności programu STAND poprzez rozwiązywanie różnorodnych problemów naukowych i inżynierskich. przykłady analizowanych zagadnień Publikacje: 1. P. Kowalczyk, et al. Hutnik, 1, 55-63, 2014 (5pkt) 2. J. Rojek, R.Stocki, R.Lasota, P. Tauzowski. Proc. CMM 2013, , Poznań Okno GUI programu STAND

Pracownia Niezawodności i Optymalizacji Sformułowanie

analiza i implementacja numeryczna Cel: poszukiwania

uszkodzenia dla materiałów kompozytowych Metoda:

obszarów uszkodzenia przed wierzchołkiem szczeliny

Implementacja w systemie ABAQUS, analiza

napędowej silnika rakietowego (współpraca z EADS).

powierzchniowych analiza zmęczenia i pękania

5 Pracownia Niezawodności i Optymalizacji Sformułowanie kryteriów pękania dla materiałów złożonych, ich analiza i implementacja numeryczna Cel: poszukiwania uogólnionego warunku pękania oraz prawa cyklicznego uszkodzenia dla materiałów kompozytowych Metoda: wykorzystanie energii odkształcenia do określenia obszarów uszkodzenia przed wierzchołkiem szczeliny oraz sformułowania parametru uszkodzenia Wyniki: Implementacja w systemie ABAQUS, analiza niskocyklowego zmęczenia chłodzonej ścianki dyszy napędowej silnika rakietowego (współpraca z EADS). Perspektywy: rozszerzenie również na propagację szczeliny zmęczeniowej. stanowiska badawcze do charakteryzacji powłok powierzchniowych analiza zmęczenia i pękania materiałów kompozytowych - chłodzona ścianka dyszy sinika rakietowego Petaś M., Mróz KP., Doliński K., ACTA MECHANICA ET AUTOMATICA, 7, 2, , 2013 (7 pkt)

Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Modelowanie spiekania proszków metodą elementów dyskretnych Cel: Modelowanie zjawisk w procesie metalurgii proszków dla proszków

spiekaniu Perspektywy: rozszerzenie modelu na inne skale model wieloskalowy, zastosowanie do symulacji rzeczywistych procesów F e F ext F T F v 1 F ext 2 F sint Mikrostruktura spieku NiAl

6 Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Modelowanie spiekania proszków metodą elementów dyskretnych Cel: Modelowanie zjawisk w procesie metalurgii proszków dla proszków jednofazowych, jak również dla materiałów kompozytowych Metoda: metoda elementów dyskretnych Wyniki: ewolucja gęstości w czasie spiekania, naprężenia w trakcie spiekania oraz rezydualne po spiekaniu Perspektywy: rozszerzenie modelu na inne skale model wieloskalowy, zastosowanie do symulacji rzeczywistych procesów F e F ext F T F v 1 F ext 2 F sint Mikrostruktura spieku NiAl we wczesnym etapie spiekania Model reologiczny Symulacja Ewolucja gęstości (porównanie z dośw.) Nosewicz Sz., Rojek J., Pietrzak K., Chmielewski M., Powder Technology, 246, , 2013 (35 pkt),

Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Modelowanie tłoczenia blach przy złożonych

ścieżkach odkształcenia Metoda: metoda elementów skończonych z jawmym całkowaniem wzgl.

przewidywanie pękania blachy Perspektywy: wykorzystanie opracowanych algorytmów i programów do

Śląska) Doświadczalne GKT (własne opracowanie wyników) Doświadczenie Wynik symulacji (rozkład

7 Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Modelowanie tłoczenia blach przy złożonych ścieżkach odkształcenia Cel: Symulacja procesów tłoczenia przy złożonych (nieliniowych) ścieżkach odkształcenia Metoda: metoda elementów skończonych z jawmym całkowaniem wzgl. czasu Wyniki: ewolucja i rozkład odkształceń i naprężeń w blasze w czasie tłoczenia, przewidywanie pękania blachy Perspektywy: wykorzystanie opracowanych algorytmów i programów do symulacji rzeczywistych procesów Badania eksperymentalne tłoczności (Pol. Śląska) Doświadczalne GKT (własne opracowanie wyników) Doświadczenie Wynik symulacji (rozkład grubości) Rojek J., Lumelskyy D., Pęcherski R., Grosman F., Tkocz M., W. Chorzępa, Archives of Metallurgy and Materials, 58, , 2013 (20 pkt)

Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Symulator agentowo-naprężeniowy wzrostu tkanki Cel: Opracowanie systemu pozwalającego

mieszana elementów dyskretnych i elementów skończonych Wyniki: Opracowane zostały modele mechaniczne pojedynczych komórek, które zostaną

Model agentowy: schemat powstawania komórek przejściowo proliferujących i rezerwuarów tkankowych z komórek macierzystych Model mechaniczny:

8 Pracownia Metod Obliczeniowych Mechaniki Nieliniowej Symulator agentowo-naprężeniowy wzrostu tkanki Cel: Opracowanie systemu pozwalającego na śledzenie wzrostu tkanki biorąc pod uwagę cykl komórkowy Metoda: Sprzężenie agentowo-mechaniczne, rozwiązanie naprzemienne, metoda mieszana elementów dyskretnych i elementów skończonych Wyniki: Opracowane zostały modele mechaniczne pojedynczych komórek, które zostaną włączone do schematu naprzemiennego Perspektywy: zastosowania do modelowania wzrostu tkanki naskórka, a w przyszłości również innych tkanek Model agentowy: schemat powstawania komórek przejściowo proliferujących i rezerwuarów tkankowych z komórek macierzystych Model mechaniczny: pojedyncza komórka, pierwsze komórki wzrastającej tkanki E. Postek, Concept of an Agent-stress Model of a Tissue, Technische Mechanik, 32, , 2012

9 Zakład Metod Komputerowych Podsumowanie Badania w Zakładzie dotyczą szerokiego spektrum zastosowań metod numerycznych w zagadnieniach mechaniki materiałów i konstrukcji. Rozwijane są nowe metody numeryczne i technologie obliczeniowe, ale także nowe modele materiałowe, których analiza i walidacja jest wspomagana symulacjami numerycznymi. Powstają autorskie programy komputerowe służące do rozwiązywania zaawansowanych zagadnień analizy i optymalizacji w mechanice materiałów i konstrukcji. Dziękuję za uwagę!

Podobne dokumenty

Spis treści Przedmowa

Spis treści Przedmowa 1. Wprowadzenie do problematyki konstruowania - Marek Dietrich (p. 1.1, 1.2), Włodzimierz Ozimowski (p. 1.3 -i-1.7), Jacek Stupnicki (p. l.8) 1.1. Proces konstruowania 1.2. Kryteria