Dynamika a nelineární chování pokročilých kompozitních struktur; modelování a optimalizace
Cíle projektu
Projekt je zaměřen na modelování dynamické odezvy speciálních periodických mikrostruktur či gradovaných struktur z konvenčních materiálů. Kromě nelineárních termomechanických interakcí při dynamickém zatížení (velkých deformacích, jednostranných kontaktech a interakcích mezi pevnou fází a tekutinou) v mikrostruktuře bude také uvažována elektro-mechanická vazba v porézních elektrostrikčních elastomerech nebo piezoelektrických skeletech nasycených elektroreologickými kapalinami. Modely budou odvozeny pomocí homogenizačních přístupů. Budou vyvinuty numerické metody pro dvourozměrné modelování vibrací a šíření vln. Pro zlepšení efektivních vlastností, jako je strukturální tlumení vibrací, vlnová disperze nebo elektromechanická transformace a získávání energie, budou optimalizovány tvary pórů a heterogenních komponent. Analytické a semi-analytické metody budou vyvinuty pro optimální návrh vrstevnaté struktury. Experimenty na 3D tištěných strukturách umožní ověření navržených modelů a metod.
Klíčová slova
periodic structuresfunctionally graded materialshomogenizationporous mediacontact problemsdynamicswave propagationmulti-scale modellingstructural optimizationnumerical methodselectro-mechanical couplingenergy harvesting
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 23 (SGA0201900001)
Hlavní účastníci
Západočeská univerzita v Plzni / Fakulta aplikovaných věd
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
19-04956S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Dynamic and nonlinear behaviour of smart structures; modelling and optimization
Anotace anglicky
The project is concerned with modelling dynamic response of special periodic microstructures, or graded structures constituted by conventional materials. Besides nonlinear thermomechanical interactions under dynamic loading (large deformation, unilateral contact and fluid-structure interactions) at the microstructure level, also electro-mechanical coupling in porous electrostrictive elastomers, or piezoelectric skeletons saturated by electrorheological fluids will be considered. The models will be derived using homogenization approaches. Numerical methods for two-scale modelling of vibrations and propagating waves will be developed. Porosity shapes and local heterogeneity compositions will be optimized to improve effective medium properties, such as structural damping of vibrations, wave dispersion, or energy electro-mechanical transformation and harvesting. Analytical and semi-analytical methods will be developed to find optimal design of layered structures. Experiments performed on 3D printed structures will be used to validate developed models and methods.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20301 - Mechanical engineering
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)JR - Ostatní strojírenství
JT - Pohon, motory a paliva
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Projekt přispěl k výzkumu dynamického chování heterogenních porézních pevných látek uspořádaných jako periodické nebo odstupňované struktury interagující s tekutinami. Vedle modelování interakce na úrovni heterogenity, jako je interakce tekutina-struktura na úrovni pórů, byly rozvinuty nové numerické metody modelování založené na víceúrovňové homogenizaci a efektivní časové integraci.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2019
Ukončení řešení
30. 6. 2022
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
1. 4. 2022
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP23-GA0-GA-U
Datum dodání záznamu
26. 6. 2023
Finance
Celkové uznané náklady
9 709 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
9 037 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
612 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
9 709 tis. Kč
Statní podpora
9 037 tis. Kč
93%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Mechanical engineering
Doba řešení
01. 01. 2019 - 30. 06. 2022