Dinamika večslojnih konstrukcij: razvoj teoretičnih modelov in računalniških metod

V okviru projekta bomo preučevali dinamične procese v tankih plastovitih strukturah izpostavljenih različnim tipom obremenjevanja. Večslojne konstrukcije, ki se uporabljajo v sodobnih industrijskih aplikacijah, so pogosto podvržene intenzivnim dinamičnim obremenitvam, ki lahko drastično vplivajo na njihovo funkcionalnost. To povečuje interes za modeliranje kompozitnih strukturnih elementov, ki vsebujejo lahke komponente. Iz tega sledi, da je potreben razvoj zahtevnih prodornih teorij in robustnih računalniških metod, ki vključujejo natančne izračune ter kvalitativne interpretacije spektrov nihanj kot tudi pripadajočih polj pomikov in napetosti.

Mehanika plastovitih materialov vključno s sendvič strukturami, a brez posebnega poudarka na problemih z izrazito kontrastnimi lastnosti, je bila temeljito raziskana. V zadnjem obdobju je v obstoječi literaturi poudarjeno, da je glavni predmet raziskav nabor parametrov problema, pri katerih najnižja strižna resonančna frekvenca teži k nič na meji izrazite kontrastnosti. Ta mejna frekvenca navidezno določa zgornjo mejo frekvenčne domene, v okviru katere je primerna in uporabna asimptotična formulacija, ki je izhodiščno sicer usmerjena v statične probleme. Interpretacija numeričnih rešitev v konstrukcijski dinamiki vključno z rezultati 3D MKE analiz ni vedno trivialna in pogosto zahteva precej preudarjen fizikalni in matematični vpogled. To je še posebej res pri močno nehomogenih plastovitih tankih ploščah, ko direktna numerična obravnava lahko povzroči velike probleme pri računanju.

Končni cilj predlagane raziskave je razvoj konsistentnih 2D dinamičnih modelov za plastovite močno nehomogene strukture. Ta kompleksen in zahteven problem potrebuje razjasnitev in poznavanje analitičnih, računskih in eksperimentalnih vidikov dinamičnega obnašanja plastovitih struktur s poudarkom na interakciji strižnih in upogibnih valov.

Projekt je financiran s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS).