| Tytuł projektu: Analiza plastyczności i odporności na pękanie materiałów funkcjonalnych |
Umowa:
GA No 101086342
Czas realizacji:
2023-03-01 / 2027-02-28
Konsorcjum:
Uczestnik konsorcjum - partner
Sponsor:
UE
Typ:
H2020
Konkurs:
HORIZON-MSCA-2021-SE-01
Lista wykonawców:
| 1 | prof. dr hab. inż. | Katarzyna Kowalczyk-Gajewska♦ |
| 2 | dr inż. | Saketh Virupakshi |
| ♦ kierownik |
Streszczenie:
W projekcie DIAGONAL dążymy do zbudowania międzynarodowej i interdyscyplinarnej sieci badawczej w celu rozwikłania problemu określanego jednym z ważnych wyzwań Mechaniki Ośrodków Ciągłych, Materiałoznawstwa, Inżynierii Lotniczej i Inżynierii Lądowej, a mianowicie podejmujemy się analizy, optymalizacji i projektowania nowych funkcjonalnych materiałów gradientowych (ang. functionally graded materials – FGM) o niespotykanych dotąd kombinacjach właściwości mechanicznych i funkcji, takich jak sztywność, wytrzymałość, ciągliwość, odporność na pękanie i formowalność przy zachowaniu ich minimalnego ciężaru i kosztu. Proponowane przez nas rozwiązanie tego szerokiego zadania badawczego ma polegać na dostosowaniu lokalnych właściwości stosowanych materiałów do określonych wymagań, poprzez umieszczenie w odpowiednich regionach projektowanych elementów zoptymalizowanych składów poszczególnych faz oraz ich mikro-architektury, prowadzące do powstania konstrukcyjnego makro-materiału niejednorodnego wysokiej klasy. Elementy wykonane z FGM będą wytwarzane techniką druku 3D a odpowiednie składy materiałowe i ich przestrzenne rozplanowanie w elementach projektowane przy wykorzystaniu zaproponowanych modeli matematycznych i opartych o nie analiz numerycznych.
Sieć jest międzynarodowym konsorcjum złożonym z 10 organizacji badawczych, w tym 4 europejskich beneficjentów (Uniwersytet Carlosa III, Madryt, Hiszpania (Lider projektu); Uniwersytet z Sewilli, Hiszpania; Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa, Polska; Scuola IMT, Lucca, Włochy) oraz 6 partnerów stowarzyszonych z trzech innych kontynentów:
4 z USA (Uniwersytet Florydy, Northwestern, Texas A&M i Uniwersytet Minnesota), 1 z Australii (Uniwersytet Monash) i 1 z Brazylii (Uniwersytet Federalny Santa Maria).
W tym względzie IPPT PAN wzmocni swoją współpracę przede wszystkim z Uniwersytetem Texas A&M. W ramach części naukowej projektu IPPT PAN kieruje jednym z dwóch pakietów zadań badawczych poświęconemu analizie plastyczności i ciągliwości materiałów FGM, w szczególności zaś projektowaniu, w oparciu o rozwijanie modeli, analizy numeryczne i charakteryzację doświadczalną próbek modelowych, gradientowych mikrostruktur FGM w celu zapobiegania ciągliwemu pękaniu wywołanemu przez wzrost pustek. Jego przedstawiciel jest również członkiem Rady Nadzorczej projektu.
Uczestnicy sieci, mający już pewne doświadczenie w tematyce projektu, będą wymieniać się doświadczeniami i dzielić umiejętnościami i wiedzą w celu zrozumienia i zoptymalizowania odpowiedzi mechanicznej analizowanych funkcjonalnych materiałów gradientowych (FGM) pod względem ich ciągliwości i wytrzymałości na kruche pękanie. Przełom osiągnięty w tej dziedzinie pozwoli materiałom FGM wytwarzanym metodą druku 3D zastąpić kompozyty o wyraźnych (dyskretnych) granicach pomiędzy tworzącymi je komponentami (fazami), które są obecnie powszechnie stosowane w krytycznych elementach infrastruktury cywilnej, przemyśle lotniczym, kosmicznym, bezpieczeństwa i transportowym. Są to zatem wszystkie sektory o kluczowym znaczeniu dla europejskiej gospodarki i społeczeństwa, jak określono w programie „Horyzont Europa”. Uczestnicy projekty będą mieli też kontakt z nowymi środowiskami badawczymi, co pozwoli im rozwinąć nowe umiejętności, przyczyniając się w ten sposób do zwiększenia szans na zatrudnienie i wspierając tym samym w Europie badania wysokiej klasy.