"סימולציה תתווה את הדרך לייצור חומרים מרוכבים בעלי תכונות לפי הזמנה"

מאת

כך תיאר פרופ' סילבסטר פינו מיוניברסיטי קולג' בלונדון את המחקרים שלו, המסתייעים בסימולציות תלת ממדיות במהלך כנס Science in the age of Experience שעורכת חברת דאסו סיסטמס בבוסטון

סימולציה רב שכבתית. מתוך הרצאתו של פרופ' סילבסטר פינו מיוניברסיטי קולג' לונדון בכנס Science in the age of experience שערכה חברת דאסו סיסטמס. צילום: אבי בליזובסקי

סימולציה רב שכבתית. מתוך הרצאתו של פרופ' סילבסטר פינו מיוניברסיטי קולג' לונדון בכנס Science in the age of experience שערכה חברת דאסו סיסטמס. צילום: אבי בליזובסקי

פרסום

 

סימולציה תתווה את הדרך לייצור חומרים מרוכבים בעלי תכונות לפי הזמנה. כך תיאר פרופ' סילבסטר פינו מיוניברסיטי קולג' בלונדון את המחקרים שלו, המסתייעים בסימולציות תלת ממדיות במהלך כנס Science in the age of Experience שעורכת חברת דאסו סיסטמס בבוסטון.

סילבסטר פינו הוא פרופסור למכניקה, חומרים מרוכבים והנדסה וחבר המועצה למחקרים במדעי הפיזיקה ביוניברסיטי קולג' לונדון. בהרצאתו הוא בחן דרכים שונות לשימוש בתוכנת ABAQUS כפלטפורמה נוחה להטמעת שיטות נומריות חדשות לתכנון מבני. המטרה – בניית חומרים מרוכבים שהתכונות שלהם מתאימות לדרישת המתכננים, ובעיקר בעלות חוזק מקסימאלי ומשקל מינימאלי, כאשר הסימולציה עוזרת לבחור את התמהיל הנכון.
כמו רבים מהדוברים בכנס, התייחס פרופ' פינו לצורך לבנות מודל רב ממדי של החומר בכל סדרי הגודל משום שהתנהגות החומר ברמה הקוונטית וברמה המיקרוסקופית משפיעות על תכונותיו ברמת המערכת השלמה.
פרופ' פינו בוחן חומרים מרוכבים הבנויים משכבת חומר חזק העוטף ככריך סיבים מחוזקים. דוגמה לכך הייתה כנף רוטור של מסוק, שהיום בנוייה מחומרים כאלה, ושאמורה להחזיק מעמד בפני פגיעה בציפורים ובשלל החומרים האחרים שעשויים להימצא בגובה נמוך. הוא חילק את לארבעה שלבים – הרמה המיקרוסקופית, וההשפעה שלה על הרמה המאקרוסקופית ובכל השלבים באמצע.

פרסום

מה שקובע את תכונות הסיב בין היתר הוא סידור השכבות של הסיבים וחיבורם למטריצה, כאשר החיבור של השכבות אחת לשניה נעשה כך שהסיבים בכל שכבה נוטים בזווית שונה. ולבסוף הוא גם בוחן כיצד החומר הגדול מתנהג.

הכיווניות של הסיבים בכל שכבה של החומר המרוכב מאפשרת לפרופ' פינו לבנות חומרים עמידים יותר כנגד לחצים שגורמים לסדקים. הוא פיתח מודל שמחקה את התנהגות התפשטות הסדקים בתוך החומר המרוכב. הוא יצר משוואה שמאפשרת לגוף לפצל את עצמו כשהוא מגיע למצבים הנגזרים מהתכונות הרצויות ומאפשר לקבל סדק בסימולציה מבלי לכפות מראש את מקום הימצאו. כאן נעשה משחק עם מספר מצומצם של משוואות, שמאפשרות להקטין את עוצמת המיחשוב הדרושה כדי לפתור בעיה שהיא למעשה בעיה רציפה ואינסופית.
במקביל לסימולציה הוא ביצע גם ניסויים אמיתיים בחומרים מרוכבים ובחן בין היתר כיצד מתנהג החומר מול כוחות כגון משיכה, קיפול, גזירה וכדומה. הוא יכול לקחת את העיבור (Strain) ולחשב ממנו לחצים ועל ידי המרכיב שיצר הוא גורם לפיצולים הללו והוא יכול למדל את הסדקים גם במרחב הגיאוגרפי וגם על ציר הזמן.
כיווניות הסיב מאפשרת לפרופ' פינו לבצע אופטימיזציה לכמות השכבות, למשקל השכבות, לצפיפותן, להרכב החומרים, ועוד וכך ליצור חומר בעל תכונות רצויות לפי תמהיל של התכונות הללו. הוא יכול לייצר כנף אופיטימלית לצרכי המשתמש – יותר משקל או פחות משקל, יכולת לנוע בסביבה מלאה גופים כגון חול אבק, ציפורים, עצים ועוד.
עם זאת, פרופ' פינו הדגיש כי הדרך ליישום בעולם האמיתי עדיין רחוקה, אך מי שמייצר חומרים כאלה יוכל להוכיח את נחיצותם ויעילותם.
תודות לד"ר גיל שרון מחברת DfR SOLUTION ממרילנד על עזרתו בהסבר פופולארי של הרצאתו של פינו.

Print Friendly, PDF & Email

פה יבוא באנר

תודה שאתם מבקרים בפורטל "טכנו נט". טכנו נט נט היינו פורטל מקצועי ומקיף לתחום הטכנולוגיה והתעשייה באתר תוכלו למצוא אינפורמציה מקצועית שחשובה לכם ומאגר ספקים גדול מתחום המתכת,פלסטיק, זיווד ואריזה, הייטק, אוצומציה וסייבר

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

כתבות נוספות

ממעוף הלוויין: המערכת שעוקבת מרחוק אחר שיקום היערות ונזקי המלחמהממעוף הלווי...

3 ביוני 2024

בחירת הקומפרסור המתאים למכונת ניקוי חול: מדריך מקיף

29 במאי 2024

בעזרת מכ"ם ניתן לזהות לראשונה להקות של עופות גדולים ולמנוע תאונות עם כלי טי...

19 במרץ 2024

כרסום ספוג בCNC

3 במרץ 2024

ההטמעה של טכנולוגיות מתקדמות בתעשייה החכמה
יפן- נפלאות הטכנולוגיה של היום יום
ממעוף הלוויין: המערכת שעוקבת מרחוק אחר שיקום היערות ונזקי המלחמהממעוף הלווי...

3 ביוני 2024

בחירת הקומפרסור המתאים למכונת ניקוי חול: מדריך מקיף

29 במאי 2024

בעזרת מכ"ם ניתן לזהות לראשונה להקות של עופות גדולים ולמנוע תאונות עם כלי טי...

19 במרץ 2024

כרסום ספוג בCNC

3 במרץ 2024

תמיד לדעת לפני כולם

השארו מעודכנים

השאירו פרטים לקבלת עידכונים למייל

כדי להיות תמיד מעודכנים