Dezvoltarea de structuri de metamateriale destinate aplicaţiilor în domeniul echipamentelor de protecţie

Număr 13/2018

html website templates

Rezumat

Acest proiect își are tema în domeniul materialelor inovative şi are ca scop proiectarea şi fabricarea de structuri alcătuite din materiale inginerești ale căror proprietăți nu se găsesc în natură (metamateriale). Metamaterialele studiate în acest proiect vor consta din structuri celulare polimerice, ale căror proprietăți pot fi proiectate prin impunerea unor parametri geometrici (grosimi de pereți, forma şi dimensiunea celulelor). Principala aplicație a acestor structuri va fi ca straturi protectoare şi de amortizare în domeniul echipamentelor de siguranță personală. Proiectul va avea două părți. Prima parte va conține activitățile de proiectare a structurilor şi de simulare a proprietăților lor mecanice. În a doua parte a proiectului, structurile proiectate se vor fabrica prin prototipare rapidă, proprietățile lor urmând a fi evaluate prin încercări experimentale. Validarea modelelor geometrice se va realiza prin compararea rezultatelor experimentale cu cele anticipate prin analize numerice, permițând astfel modelării şi fabricării de componente destinate echipamentelor de protecție.
Rezultatul principal al proiectului va consta în dezvoltarea a cel puțin două tipuri de structuri de metamateriale, care să prezinte un raport optim între masă şi capacități de absorbție a energiei.
Pe lângă aplicaţiile pentru care aceste structuri sunt destinate, rezultatele acestui proiect ar putea avea impact în alte domenii unde construcțiile ușoare sunt necesare (precum industria aerospațială sau industria automotive).

Obiective

O1. Studiu bilbiografic: structuri de metamateriale mecanice și tehnici de prototipare rapidă.
O2. Dezvoltarea de structuri de metamateriale mecanice
O3. Evaluarea numerică a proprietăților mecanice ale structurilor dezvoltate.
O4. Fabricarea de structuri de metamateriale
O5. Determinarea experimentală a proprietăților structurilor fabricate
O6. Validarea structurilor prin proiectarea și fabricarea de produse având la bază structuri de metamateriale

Rezultate

Rapoarte științifice

Raport științific nr. 1

Raport științific nr. 2

Raport științific nr. 3

Raport final


Publicații

1. D.A. Șerban, S. Sărăndan, R. Negru, G. Belgiu, L. Marșavina, ”A Parametric Study of the Mechanical Properties of Open-Cell Kelvin Structures”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 416, 7th International Conference on Advanced Materials and Structures 2018

2. D.A. Șerban, R. Negru, S. Sărăndan, G. Belgiu, L. Marșavina, ”Numerical and experimental investigations on the mechanical properties of cellular structures with open Kelvin cells”, Mechanics of Advanced Materials and Structures (Factor de impact: 2.873, Zona roșie, Q1), DOI: 10.1080/15376494.2019.1669093, acceptată pentru publicare pe 14.09.2019

3. D.A. Șerban, R. Negru, H. Filipescu, L. Marșavina, ”Investigations on the influence of the triaxial state of stress on the failure of polyurethane rigid foams”, Continuum Mechanics and Thermodynamics (factor de impact: 2.139), acceptat pentru publicare la data de 26.08.2020

Resurse

Cerere de finanțare

CV Director de proiect