Thesis supervisor: András Szekrényes
Location of studies (in Hungarian): Műszaki Mechanikai Tanszék Abbreviation of location of studies: MM
Description of the research topic:
a.) Előzmények: OM Posztdoktori pályázat (2006), OTKA pályázatok (2007-2011) és (2013-2017), Bolyai János Kutatási Ösztöndíj (2008-2011) és (2012-2015).
b.) A kutatás célja: A rétegelt kompozit szerkezetek egyik alapvető tönkremeneteli módja a rétegek szétválása vagy másnéven delamináció. A delaminációk és repedések modellezése rétegelt lemezek és héjak esetén hagyományos térbeli végeselemekkel történik. Ez a modellezési módszer igen időigényes és a szerkezet méretétől és alakjától függően igen magas elemszámot eredményez. A kutatás célja olyan rúd, lemez és héj végeselemek kifejlesztése, amelyek segítségével hatékonyan modellezhetők delaminációk és repedések vékonyfalú szerkezetekben. A módszer alapja az un. egzakt kinematikai feltételrendszer, amely a hagyományos Kirchhoff és Mindlin-féle lemezekre valamint a magasabbrendű lemezelméletekre is alkalmazható. A technika alkalmazása során a vékonyfalú szerkezetet a delamináció síkjában két részre kell osztani és meg kell fogalmazni a folytonossági feltételeket a két lemezfél között. Ha a repedésfront környezetében a feszültségi állapot pontosan le van írva, akkor a J-integrál értéke is pontosan számolható. Ez a fajta megoldás nem érhető el a mai VE szoftverekben. A módszer összekapcsolható számos ipari alkalmazással (autógyártás és repülőgépipar, tartályok, stb.), valamint az izogeometrikus módszerrel, továbbá alkalmazható sandwich szerkezeteknél is.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. Irodalom: végeselem módszer, izogeometrikus módszer, törésmechanika, lemez- és héjelméletek.
2. Modellkészítés, rétegelt szerkezetek, vékonyfalú szerkezetek magasabb rendű elméletei, a J-integrál analitikus és numerikus számítása delaminált szerkezetekben.
3. A modellek diszkretizálása végeselem- és izogeometrikus módszerrel.
d.) A szükséges berendezések: Számítógépes háttér, szoftverek.
e.) Várható tudományos eredmények: A delaminációk és repedések hatékony modellezése új végeselem típusokkal, az izogeometrikus módszer alkalmazása delaminált vékonyfalú szerkezetekre, a J-integrálra vonatkozó összefüggések levezetése, a módusok szétválasztása általános esetben.
f.) Irodalom
1. SZEKRÉNYES, A. Antiplane–inplane shear mode delamination between two second-order shear deformable composite plates. Mathematics and Mechanics of Solids (2016), 24 pages, doi: 10.1177/1081286515581871.
2. SZEKRÉNYES, A. Nonsingular crack modelling in orthotropic plates by four equivalent single layers. European Journal of Mechanics - A/Solids 55, (2016),73–99.
3. SZEKRÉNYES, A. Semi-layerwise analysis of laminated plates with nonsingular delamination—The theorem of autocontinuity. Applied Mathematical Modelling 40(2), (2016), 1344–1371.
4. SZEKRÉNYES, A. Natural vibration-induced parametric excitation in delaminated Kirchhoff plates. Journal of Composite Materials 2016, 28 pages, doi: 10.1177/0021998315603111.
5. SZEKRÉNYES, A. Bending solution of third-order orthotropic Reddy plates with asymmetric interfacial crack. International Journal of Solids and Structures 51 (2014), 2598-2619.
Login
