Eργαστήριο Mηχανικής & Aντοχής των Yλικών

ΕΡΕΥΝΑ

Ενδεικτικές περιοχές έρευνας περιλαμβάνουν:

•  Άτομα υδρογόνου σε στερεό διάλυμα αυξάνουν την κινητικότητα των γραμμοαταξιών σε μέταλλα και κράματα, συμβάλλουν συχνά στον «εντοπισμό» των πλαστικών παραμορφώσεων (localization of plastic flow) και προκαλούν αστοχία του υλικού.  Η μακροσκοπική ανάλυση του φαινομένου αυτού απαιτεί την εύρεση κατάλληλων καταστατικών εξισώσεων που να λαμβάνουν υπ’ όψιν την επίδραση του υδρογόνου στη πλαστική συμπεριφορά του υλικού. Οι καταστατικές αυτές εξισώσεις ενσωματώνονται σε ένα μη-γραμμικό πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων και οδηγούν σε ποσοτικές προβλέψεις για τη δημιουργία ζωνών εντοπισμού των πλαστικών παραμορφώσεων (shear bands) και την ανάπτυξη «λαιμού» σε δοκίμια εφελκυσμού.

•  Mη-τοπικές θεωρίες πλαστικότητας: καταστατικές εξισώσεις και υπολογιστικές τεχνικές. Οι κλασσικές θεωρίες της πλαστικότητας δεν περιέχουν κάποιο “χαρακτηριστικό μήκος” το οποίο να χαρακτηρίζει το υλικό, με αποτέλεσμα να αδυνατούν να προβλέψουν μεγέθη όπως το πάχος της ζώνης εντοπισμού πλαστικών παραμορφώσεων (localization of plastic strain).  Στην ερευνητική αυτή δραστηριότητα εξετάζονται πλαστικά μοντέλα “τύπου κλίσεως” (gradient plasticity), όπου το κριτήριο πλαστικής διαρροής και οι καταστατικές εξισώσεις εξελίξεως των καταστατικών μεταβλητών σε κάθε υλικό σωματίδιο εξαρτώνται όχι μόνον από τις τοπικές τιμές των μεταβλητών αυτών αλλά και από την Λαπλασιανή τους.

•  Ανάλυση κατεργασιών διαμορφώσεως: Διάφορες κατεργασίες διαμορφώσεως μεταλλικών υλικών αναλύονται με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Για την επίλυση των μη-γραμμικών αυτών προβλημάτων, όπου οι παραμορφώσεις είναι πεπερασμένες, αναπτύσσονται νέες μέθοδοι ολοκληρώσεως των ελαστοπλαστικών καταστατικών εξισώσεων. 

•  Η μηχανική των θραύσεων μη-γραμμικών υλικών: Τα πεδία των τάσεων και των παραμορφώσεων που αναπτύσσονται κοντά στην ακμή μίας ρωγμής προσδιορίζονται με τη βοήθεια αναλυτικών και αριθμητικών μεθόδων. Η καταστατική συμπεριφορά του υλικού είναι μη-γραμμική, και το αντίστοιχο μαθηματικό πρόβλημα επιλύεται με ασυμπτωτικές τεχνικές.  Εξετάζονται ρωγμές που προϋπάρχουν ή δημιουργούνται σε ομογενή υλικά ή κατά μήκος της διεπιφάνειας δύο υλικών. Οι ασυμπτωτικές λύσεις συγκρίνονται με τα αντίστοιχα αποτελέσματα της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. 

•  Μη-γραμμική ανάλυση μεταλλικών μελών με ανελαστική συμπεριφορά. Αντοχή συνδυασμένη φόρτιση, με έμφαση στην δομική ευστάθεια. Επίλυση με πεπερασμένα στοιχεία και προσομοίωση του ελαστοπλαστικού υλικού. Προβλήματα σχεδιασμού μεταλλικών κατασκευών. Άμεσες εφαρμογές σε σωληνώσεις, αγωγούς πετρελαίου και φυσικού αερίου (υπόγειους, υπέργειους & υποθαλάσσιους), βιομηχανικές δεξαμενές - δοχεία πίεσης, ανεμογεννήτριες κτλ.

•  Προβλήματα σεισμικής απόκρισης μεταλλικών κατασκευών βιομηχανικού εξοπλισμού,  με έμφαση σε δεξαμενές και δοχεία πίεσης. Μελετάται με ημι-αναλυτικές και αριθμητικές μεθόδους η αλληλεπίδραση του περιεχομένου των δεξαμενών με το κέλυφός τους, ιδιαίτερα σε σχέση με τους κυματισμούς της επιφάνειας του ρευστού. Επίσης μελετώνται προβλήματα αλληλεπίδρασης κατασκευών με συμπιεστά ρευστά, με εφαρμογές σε μηχανολογικό εξοπλισμό.

•  Ανάλυση με πεπερασμένα στοιχεία και σχεδιασμός συγκολλητών συνδέσεων χαλύβδινων μελών. Οριακή αντοχής συνδέσεων για διάφορες γεωμετρίες, καθώς και συγκεντρώσεις τάσεων στην περιοχή των συγκολλήσεων, μέσω μη γραμμικών αναλύσεων με πεπερασμένα στοιχεία.

•  Παρακολούθηση και διάγνωση κατασκευών με μετρήσεις επιταχύνσεων. Διεξαγωγή εργαστηριακών πειραματικών μετρήσεων και μετρήσεων σε μεγάλα έργα υποδομής. Επεξεργασία των αποτελεσμάτων με αριθμητικές μεθόδους για την διάγνωση πιθανών βλαβών στις κατασκευές. Εφαρμογές σε κατασκευές Μηχανολόγου Μηχανικού αλλά και μεγάλα έργα υποδομής Πολιτικού Μηχανικού, καθώς και Αεροναυπηγικές κατασκευές.

PROJECTS