Odbor mechaniky pokročilých materiálů – 13252
Personální obsazení
- prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. – vedoucí odboru
- doc. Ing. Jana Horníková, Ph.D.
- doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D.
- doc. Ing. Tomáš Profant, Ph.D.
- Ing. Zdeněk Majer, Ph.D.
- Ing. Petr Skalka, Ph.D.
- Ing. Oldřich Ševeček, Ph.D.
Skupina Lomové mechaniky a mikromechaniky kompozitů se soustřeďuje na teoreticko-výpočtové aspekty lomové mechaniky heterogenních materiálů a kompozitů. Díky velmi úzké spolupráci se skupinou křehkého lomu na Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. primárně zaměřené na experimentální výzkum, má naše skupina rovněž velmi flexibilní přístup ke všem potřebným experimentálním datům.
Hlavní aktivity skupiny:
- analyticko/numerické simulace porušování materiálů,
- lomová mechanika obecných koncentrátorů napětí,
- predikce šíření trhliny v oblasti materiálových rozhraní,
- lomová mechanika anizotropních a nehomogenních materiálů,
- modelování vícevrstvích struktur a analýza jejich odezvy na různé provozní podmínky,
- modelování odezvy keramických pěn na mechanické zatížení,
- optimalizace designu a struktury kompozitních materiálů s cílem zvýšit jejich odolnost vůči lomu,
- výpočtová podpora pro výrobu materiálů bez počátečních trhlin,
- aplikace kontinua vyššího řádu (gradientní pružnost).
Materiálové modely:
- lineární/nelineární,
- izotropní/ortotropní,
- homogenní a nehomogenní materiály,
- creepové a piezoelektrické modely,
- modely gradientní pružnosti.
Matematické pozadí modelování materiálů:
- MKP, technika integrálních rovnic a komplexních potenciálů,
- kombinace MKP a analytického přístupu pro posouzení obecných koncentrátorů napětí,
- technika spojitě rozložených dislokací,
- technika sdružených asymptotických rozvojů.
Lomově-mechanická odezva ochranných vrstev:
- numerická analýza rozložení zbytkových napětí,
- lomově-mechanické posouzení tepelných ochranných vrstev,
- optimalizace složení a kompozice ochranných vrstev.
Simulace kompozitních materiálů:
- lomová mechanika izotropních a anizotropních kompozitních materiálů,
- lomová mechanika vícevrstvých struktur na keramické bázi s vysokými residuálními napětími a optimalizace jejich odolnosti vůči lomu,
- modelování elektronických komponent na keramicko-kovové bázi a posouzení jejich lomově-mechanické odezvy za různých provozních podmínek,
- modelování porušení vláknových kompozitů.
Modelování pěnových materiálů:
- tvorba složitých 3D MKP modelů (s využitím mikro-CT),
- analýza geometrických charakteristik pěnových materiálů,
- víceúrovňové modelování pěnových struktur založené na MKP analýze (realistické, zjednodušené a homogenizační modely),
- MKP analýzy odezvy pěnové struktury na různé zatížení.
