|
|
 |
|
|
|
|
|
|
| Detalji |
| Projekt: |
Modeliranje oštećenja i sigurnost konstrukcija |
| Voditelj: |
Zdenko Tonković |
| Ustanova: |
Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb |
| Sažetak: |
Modeliranje oštećenja u metalnim i nemetalnim materijalima, a osobito u biološkim tkivima, poslijednjih godina sve više je predmet istraživanja znastvenika. Anizotropija materijala pri tome ima značajnu ulogu budući da su gotovo svi materijali anizotropni, zbog svoje prirodne građe ili posljedica proizvodnog postupka. Za numeričko modeliranje oštećenja u materijalu do sada se uglavnom koristila fenomenološka mehanika oštećenja u kombinaciji s metodom konačnih elemenata. Jedan od nedostataka klasične mehanike kontinuuma je nemogućnost opisivanja pojava u mikrostrukturi materijala kao što su raspodjela, orijentacija i veličina oštećenja. Numeričkom analizom omekšanja materijala i lokaliziranih plastičnih deformacija dobivaju se rezultati koji ovise o usmjerenosti i gustoći mreže konačnih elemenata. Primjena nelokalnih (nonlocal) odnosno gradijentnih teorija omogućit će opisivanje mikrostrukturnog stanja materijala u konstitutivnim relacijama na makrorazini te će se riješiti opisani problemi. Za točnije i učinkovitije numeričko simuliranje procesa deformiranja, iniciranja i širenja oštećenja u anizotropnim duktilnim materijalima cilj je proširenjem gradijentnih teorija izvesti konstitutivne modele koji sprežu mehanizme oštećenja s efektima anizotropije, hiperelastičnosti, plastičnosti, viskoznosti te velikih deformacija. Namjera je izvedene algoritme za anizotropne inženjerske materijale primijeniti na analizu oštećenja u biološkim tkivima. Sprezanjem mehaničkih i bioloških utjecaja izvest će se originalni algoritmi za modeliranje akumuliranja oštećenja i pregradnje koštanog tkiva (bone remodeling) te za analizu oštećenja u krvnoj žili. Osim u tradicionalnu formulaciju metode konačnih elemenata, izvedeni konstitutivni modeli i integracijski algoritmi ugradit će se u novu bezmrežnu (meshless) formulaciju. Pretpostavlja se da će novi algoritmi biti točniji i numerički učinkovitiji u odnosu na algoritme koji se mogu naći u literaturi. Numerički rezultati provjerit će se usporedbom s eksperimentalnim i numeričkim rezultatima iz literature te s eksperimentima koji će se provesti u okviru predloženog programa. Simulirat će se kirurški postupak osteosinteze za liječenje prijeloma lubanje, kao i proces proširivanja krvne žile u cilju liječenja. Predloženo istraživanje nije značajno samo za proces projektiranja, optimiranja, procjenu vijeka i sigurnost mehaničkih konstrukcija, već doprinosi boljem razumijevanju utjecaja oštećenja na ponašanje bioloških tkiva. |
|
|
|
|
|
|
|
