11 maja 2019 roku IPPT PAN uczestniczył w 23 Warszawskim Pikniku Naukowym Polskiego Radia i Centrum Nauki Kopernik, w tym roku poświęconym tematyce „My i maszyny”.
Warszawski Piknik Naukowy Polskiego Radia i Centrum Nauki Kopernik to największa w Europie impreza plenerowa, której celem jest upowszechnianie wiedzy z różnych dyscyplin naukowych. Na naszym stoisku, zorganizowanym przez doktorantów IPPT wraz z pracownikami naukowymi, publiczność w różnym wieku uczestniczyła w prezentacjach naukowych. Piknik cieszył się dużym zainteresowaniem mieszkańców Warszawy.
 |
 |
 |
 |
Program:
Autorzy: Elżbieta Pieczyska (koordynator) oraz Katarzyna Czarnecka, Karol Golasiński, Oliwia Jeznach, Jan Kraskowski, Dominik Kukla, Michał Majewski, Michał Milczarek, Artur Myczka, Kamil Opiela, Błażej Popławski, Rafał Psiuk, Maria Staszczak, Michał Wichrowski
JAK W SYMULACJACH NUMERYCZNYCH UPRASZCZANA JEST RZECZYWISTOŚĆ?
Pokaz 1: Wykorzystanie matematycznego narzędzia - metody elementów skończonych MES do obliczeń inżynierskich
Metoda Elementów Skończonych MES jest narzędziem numerycznym, które przekształca zbiór równań różniczkowych na układy równań rozwiązywane przez maszynę liczącą tj. komputer. Metoda jest wciąż rozwijana, choć od dawna z powodzeniem stosowana w symulacjach numerycznych różnych konstrukcji, np. samochodów, statków kosmicznych, budynków. Odwiedzający wysłuchali krótkiego wstępu o MES. Następnie obsługa stanowiska przeprowadziła eksperyment jednoosiowego rozciągania próbki sprężystego materiału i zaprezentowała jej uproszczony model za pomocą sprężynek. Zwiedzający wykonywali uproszczone modele geometrycznie złożonych próbek z taśmy za pomocą sprężynek (elementy skończone) i łączników (węzły). W ten sposób zaprezentowano ideę dyskretyzacji ośrodka ciągłego metodą elementów skończonych.
POMIAR ODKSZTAŁCENIA Z WYKORZYSTANIEM TENSOMETRII ELEKTROOPOROWEJ
Pokaz 2: Rejestracja odkształcenia próbki
Zaprezentowano metodę pomiaru odkształcenia obciążanej mechanicznie próbki z wykorzystaniem tensometrii elektrooporowej. Odwiedzający przeprowadzali eksperymenty polegające na obciążaniu wybranej próbki z jednoczesną obserwacją wartości odkształcenia zarejestrowanego przez ekstensometr na wykresie prezentowanym na monitorze. Tego typu eksperymenty są prowadzone w IPPT PAN do badania właściwości nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych, w tym wielofunkcyjnych, jak również materiałów kompozytowych.
W JAKI SPOSÓB STOPY METALI ZAPAMIĘTUJĄ SWÓJ KSZTAŁT?
Pokaz 3: Efekty pamięci kształtu w stopach z pamięcią kształtu TiNi
Pokazano przykłady próbek stopów z pamięcią kształtu. Omówiono ich strukturę i właściwości. Zaprezentowano, jak ich kształt i wymiary zmieniają się w zależności od temperatury. Przedstawiono możliwości zastosowania takich materiałów. Ochotnicy samodzielne wykonywali doświadczenia odkształcając próbki drutu, rozciągając sprężyny czy prostując spinacz. Następnie, po włożeniu do wody o odpowiednio wysokiej temperaturze (60℃ – 80℃) próbki powracały do pierwotnego kształtu. Wytłumaczono, że obserwowane efekty zmiany kształtu wynikają z krystalograficznie odwracalnej przemiany martenzytycznej, która może być wywołana zmianą naprężenia lub temperatury.
A JEDNAK SIĘ KRĘCI – SILNIK NA WODĘ I STOPY TiNi
Pokaz 4: Zastosowanie stopów z pamięcią kształtu w konstrukcji silnika ciała stałego
Jako przykład praktycznych zastosowań materiałów z pamięcią kształtu zaprezentowano model silnika ciała stałego, wykorzystujący efekty pamięci kształtu stopu TiNi. Został on wykonany przez Japońskich studentów z AICHI Institute of Technology AIT i przekazany IPPT PAN w prezencie. Silnik ten po częściowym zanurzeniu w gorącej wodzie wykonywał spektakularne obroty, prędkość których zmieniała się w zależności od temperatury wody.
DRGAJĄCE OBRAZKI
Pokaz 5: Drgania mechaniczne, fala stojąca oraz rezonans
Goście pokazu mieli możliwość zapoznania się z zagadnieniem drgań konstrukcji, które są niezwykle ważne dla większości budowli i maszyn. Członkowie zespołu objaśniali kwestię częstotliwości własnych (rezonansowych) konstrukcji oraz odpowiadających im postaci drgań własnych. W tym celu wykorzystano metalowe płyty o różnych rozmiarach i kształtach. Podstawowym wskaźnikiem wzbudzenia częstości własnej w płycie był generowany przez nią dźwięk. Zjawisko postaci własnych było prezentowane poprzez posypywanie drgających płyt barwionym piaskiem, który układał się zgodnie z liniami węzłowymi danej postaci drgań, uzyskując tzw. figury Chladniego. Uczestnicy pokazu mogli również obserwować opisywane zjawiska na płycie wzbudzanej specjalnym generatorem lub za pomocą smyczka. Mogli także samodzielnie spróbować wzbudzić drgania rezonansowe w jednej z przygotowanych płyt. Podobnie jak inne, ten pokaz także cieszył się bardzo dużym zainteresowaniem.