Oddělení pružnosti a pevnosti

Pracovníci oddělení se věnují zejména mechanice nekonvenčních materiálů, jako jsou například kompozitní materiály, piezomateriály, korek, pryž aj.

  • Mezní stavy kompozitních materiálů
  • Identifikace materiálových parametrů
  • Optimalizace kompozitních konstrukcí
  • Monitorování konstrukcí (SHM)

Pro stanovení mezních stavů konstrukcí z kompozitních materiálů se používají moderní kritéria porušení (Puck, LaRC, aj.). Dále jsou vyvíjena nová kritéria porušení kompozitů pro multiaxiální namáhání. Zvláštní pozornost je věnována postupnému porušování kompozitů. V oblasti poškozování kompozitních materiálů jsou modifikovány nebo vyvíjeny nové materiálové modely.

Vzhledem k tomu, že pro numerické simulace chování kompozitních materiálů a pryže je nutná celá řada materiálových charakteristik, byla vyvinuta (a stále se zdokonaluje) metodika pro stanovení materiálových charakteristik. Tato metodika je založena na automatizovaném provázání numerických (konečněprvkových) modelů a optimalizačních algoritmů. Kombinací těchto přístupů lze dosáhnout velmi dobré shody mezi experimentem a numerickou simulací i v případech složitého namáhání či komplexní geometrie.

V souvislosti s úsporou hmotnosti konstrukcí, při zachování požadovaných vlastností, se provádí jejich optimalizace. Snižování hmotnosti při zachování tuhosti se provádí změnou geometrie struktury, skladby vláken, jejich orientace, apod. Toto je výhodné zejména pro velké konstrukce, např. u lávky pro pěší a cyklisty měřící 18 m, byla dosažena značná materiálová úspora oproti původnímu návrhu při splnění všech potřebných parametrů. Lávku vyrobila firma 5M, s.r.o., s kterou pracovníci katedry spolupracují. V oblasti úspor hmotnosti konstrukcí spolupracujeme rovněž s VW Aktiengesellschaft Wolfsburg.

V oblasti monitorování konstrukcí (SHM – Structural Health Monitoring) jsou tvořeny systémy pro monitorování, modelování a numerické simulace dynamicky namáhaných konstrukcí s cílem predikovat poškození a předcházet jejich haváriím. Tyto systémy jsou schopny rekonstruovat vnější zatížení, identifikovat poruchy (poškození) vzniklé během provozu a stanovit jejich zbytkovou pevnost.