Inżynieria lądowa i transport

Dyscyplina naukowa: Inżynieria lądowa i transport

Temat: Badania eksperymentalne i modelowanie betonów wykonanych metodami addytywnymi podanych działaniu obciążeń mechanicznych

Topic: Experimental investigation and modelling of additive manufactured concrete subjected to mechanical loading

Promotor: Prof. Dr hab. inż. Tomasz Sadowski, dr h.c.

Email: t.sadowski@pollub.pl

Opis

Tematyka badawcza obejmuje wykonanie badań eksperymentalnych i symulacji numerycznych w programie ABAQUS dotyczących odpowiedzi elementów betonowych wykonanych metodami addytywnymi na zadane obciążania mechanicznie. 

Badania eksperymentalne wykonanie będą na próbkach wytworzonych metodami addytywnymi, z zastosowaniem nowoczesnych dodatków polepszających właściwości mechaniczne betonu oraz redukujących ilość odpadów przemysłowych mających negatywny wpływ na środowisko. Program eksperymentalny obejmuje wykonanie testów mechanicznych między innymi przy jednoosiowym rozciąganiu i ściskaniu, ocenę odporności na pękanie w testach trójpunktowego zginania oraz odporności na warunki środowiskowe. Pod uwagę zostaną wzięte także wgłębne badania styków kolejnych warstw próbek.

Modelowanie numeryczne procesów uszkadzania i zniszczenia opracowane zostanie przy zastosowaniu programu ABAQUS, z możliwością opracowania własnych podprogramów. Stąd od kandydata wymagana jest wstępnie znajomość, podstawowych zagadnień teorii sprężystości, wiedzy z zakresu konstrukcji budowlanych, programowania w językach fortran 90/95 oraz znajomość lub gotowość nauczenia się języków C++ i wewnętrznego w ABAQUS – Python. 

Celem doktoratu jest opracowanie modelu uszkadzania i pękania próbek betonowych wykonanych metodami addytywnymi poddanych obciążeniom mechanicznym.

Planowane jest aplikowanie w celu uzyskania projektów NCN oraz NCBiR, wraz ze współpracą w sektorze przemysłowym.

Słowa kluczowe: Betony, metody addytywne, badania mechaniczne, modelowanie MES

Description:

The scientific investigations obey experimental testing and numerical modelling in ABAQUS regarding mechanical behaviour of additive manufactures concrete elements to applied mechanical loads.

Experimental investigations will be performed on additive manufactured concrete samples, using advanced additives enhancing mechanical properties of the concrete and additives reducing wastes produced during industrial processes. Experimental program obeys mechanical tests such as uniaxial tension and compression, assessment of fracture toughness in 3-point bending and environmental conditions resistance. Precise interfacial layer examination is taken into consideration.

Numerical modelling of damage and fracture processes will be done using ABAQUS programme, with possible creation of own subroutines. Therefore, as preliminary requirements for candidate, basic knowledge of the theory of resilience, knowledge in the field of building construction, programming language Fortran 90/95 and knowledge or ability to learn C++ and internal language python in ABAQUS is desired.

The aim of the doctoral thesis is the elaboration of a multi-scale model of damage and failure of additive manufactured concrete elements subjected to mechanical loads.

Application for NCN and NCBiR projects is planned with cooperation in the industrial sector.

Keywords: Concrete, additive manufacturing, mechanical testing, FEA modelling