Department of Strength of Materials K-12
Kierownik:
prof. dr hab. inż. Tomasz Kubiak
Potencjalni promotorzy:
prof. dr hab. inż. Maria Kotełko
prof. dr hab. inż. Zbigniew Kołakowski
prof. dr hab. inż. Radosław Mania
prof. dr hab. inż. Tomasz Kubiak
Osoba do kontaktu:
dr inż. Leszek Czechowski, tel: 42-631-22-15, leszek.czechowski@p.lodz.pl
Zakres działalności:
Głównymi obszarami działalności badawczej w zakresie mechaniki konstrukcji cienkościennych jest:
- opracowanie modeli matematycznych, przeprowadzanie symulacji numerycznych i weryfikacja doświadczalna cienkościennych elementów konstrukcyjnych wykonanych z materiałów izotropowych lub kompozytowych (laminaty typu FRP, FML czy FGM),
- analiza mechanizmów zniszczenia i absorbcji energii w elementach cienkościennych poddanych uderzeniu,
- badania doświadczalne i numeryczne z zakresu mechaniki pękania laminatów,
- symulacje numeryczne i badania eksperymentalne elementów biomechanicznych z głównym nastawieniem się na stan naprężeń i odkształceń w układach kostnych i implantach (np. żuchwa, zęby, implanty i elementy łączące).
Działalność obecna:
Rozwijamy opracowane modele matematyczne, prowadzimy symulacje numeryczne i badania eksperymentalne cienkościennych elementów konstrukcyjnych wykonanych z metali lub laminatów, w tym hybrydowych. Opisane metody wykorzystujemy do badania cienkościennych elementów konstrukcyjnych obciążonych statycznie lub dynamicznie, mechanicznie i cieplno-mechanicznie, rozpatrując ich nieliniową stateczność z uwzględnieniem interakcji różnych postaci wyboczenia, pokrytyczne ścieżki równowagi, nośność i fazy zniszczenia a w przypadku elementów z materiałów warstwowych delaminacji i jej propagacji .
Analizujemy pod względem wytrzymałościowym zespolenia złamań kości żuchwy prowadząc symulacje numeryczne wykorzystując wyniki badań doświadczalnych nad strukturą kości żuchwy innych zespołów badawczych.
Uzupełnieniem tej działalności są prace naukowo-techniczne w zakresie analizy stanów naprężeń i odkształceń elementów konstrukcyjnych maszyn i urządzeń prowadzone we współpracy i na potrzeby przemysłu. Zespół prowadzi badania dla dużych korporacji np.: AirBus, B/S/H, ABB oraz stanowi wsparcie dla lokalnych przedsiębiorców np.: OKB, SPRAK czy POLTAU.
Przyszłe działania:
Dalsza analiza i rozwój metod badania nieliniowej stateczności statycznej i wyboczenia dynamicznego elementów cienkościennych. Dalsze prace w zakresie mechaniki pękania nowoczesnych materiałów warstwowych. Doskonalenie modeli numerycznych w oparciu o ich doświadczalne weryfikacje. Rozwój biomechanicznych modeli i analiz numerycznych MES. Zespół zamierza podjąć nową tematykę związaną z wytrzymałością w tym zmęczeniową oraz stateczności elementów wytwarzanych metodą druku 3D.
Publikacje/patenty/nagrody/granty:
- Gliszczyński A., Kubiak T., Wawer K. Barely visible impact damages of GFRP laminate profiles – an experimental study. Composites Part B, 2019, 158:10-17, doi: 10.1016/j.composites.2018.09.044
- Kołakowski Z., Mania R., Semi-analytical method versus the FEM for analysis of the lokal post-buckling of thin-walled composite structures. Composite Structures, 2013, 97:99-106, doi: 101016/j.compstruct.2012.10.035
- Kozakiewicz M., Swiniarski J., “A” shape plate for open rigid internal fixation of mandible condyle neck fracture. J. Cranio Maxillofac. Surg., 2014, 42:730–737. doi: 10.1016/j.jcms.2013.11.003
Słowa kluczowe:
wytrzymałość materiałów, mechanika konstrukcji cienkościennych, nośność graniczna, absorbery energii, mechanika zniszczenia, mechanika pękania, zjawisko zmęczenia materiałów, biomechanika
Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:
- analiza zniszczenia absorberów energii przy pomocy młota opadowego,
- dostosowanie (zaprojektowanie i budowa) stanowisk badawczych i dydaktycznych,
- określenie temperatur krytycznych dla konstrukcji cienkościennych z laminatów typu FRP
The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.