Centrum badań zmęczeniowych materiałów i struktur mechanicznych Zaawansowane systemy wytwarzania i materiały

Centrum badań zmęczeniowych materiałów i struktur mechanicznych działa na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy.

Rozległe kompetencje Centrum wynikają z jego przeszło 40 – letnich doświadczeń w zakresie:

• eksperymentalnych badań zmęczeniowych materiałów i konstrukcji,
• rozwijania metod konstruowania maszyn ze względu na przeciwdziałanie zmęczeniowemu pękaniu,
• projektowania i budowy innowacyjnych mechatronicznych systemów badawczych wspomagających prowadzenie zaawansowanych badań zjawisk powiązanych z procesem zmęczenia.

Kadra Centrum posiada do dyspozycji certyfikowane przez Polskie Centrum Akredytacji laboratoria badawcze wyposażone w standardowe i unikalne systemy badawcze umożliwiające prowadzenie badań zmęczeniowych na różnorodnych obiektach i w zróżnicowanych warunkach otoczenia.

W Centrum prowadzone są badania szerokiego spectrum własności zmęczeniowych materiałów konstrukcyjnych oraz struktur mechanicznych, w tym m.in.:

• trwałości zmęczeniowej w ujęciach naprężeniowym, odkształceniowym i energetycznym, dla obciążeń stałoamplitudowych, programowanych, eksploatacyjnych, nieregularnie zmiennych oraz losowych,
• cyklicznych zależności odkształcenie-naprężenia w ujęciach globalnym i lokalnym,
• prędkości pękania.

Badania prowadzone są w temperaturach otoczenia, w temperaturach podwyższonych (do 1000 °C) i w warunkach kriogenicznych (do – 200°C).

W badaniach stosowane są różne obiekty badań, w tym m.in.:

• typowe próbki do badań własności materiałowych o kształtach i wymiarach zgodnych z normami (na jednoosiowych i dwuosiowej maszynach zmęczeniowych),
• elementy konstrukcyjne lub ich fragmenty (na standardowych i dedykowanych maszynach zmęczeniowych),
• struktury wielkogabarytowe (na wieloosiowym systemie badawczym Instron Structural Testing System ISTS umożliwiającym indywidulaną aranżację miejsc, kierunków i przebiegów obciążenia realizowanego przez zestaw siłowników hydraulicznych z łożyskowaniem hydrostatycznym),
• mikropróbki i mikroobiekty (na unikalnym systemie do badań własności statycznych i zmęczeniowych nanomateriałów i mikrobiektów MFS).

Badania eksperymentalne uzupełniane są analizami numerycznymi z zastosowaniem zaawansowanych modeli geometrycznych i materiałowych dla różnych warunków obciążeń, w tym wymuszeń dynamicznych. W tym celu stosowane jest specjalistyczne oprogramowanie ABAQUS, ANSYS oraz LS DYNA.

W badaniach stosowane są także unikalne, zaawansowane optoelektroniczne systemy analizy odkształceń wykorzystujące techniki interferometrii laserowej i cyfrowej korelacji obrazu oraz techniki termowizyjne.

Aktualne działalność

Przedsięwzięcia realizowane w ramach konsorcjów naukowo-przemysłowych (NCBiR):

• badania lokalnych i globalnych własności zmęczeniowych ram wózków pojazdów szynowych (Innotech)
• badania własności mechanicznych zgrzewanych wybuchowo materiałów warstwowych (platerów) przeznaczonych na zastosowania lotnicze i kosmiczne (PBS2)

Przedsięwzięcia związane z rozwojem metod konstruowania:

• rozwój zintegrowanego systemu konstruowania struktur nośnych środków transportu ze względu na przeciwdziałanie zmęczeniowemu pękaniu
• rozwój metod badania lokalnych własności materiałowych w obiektach z niejednorodnością geometryczną i materiałową

Przedsięwzięcia realizowane na rzecz jednostek gospodarczych:

• realizacja prac badawczych finansowanych przez jednostki badawcze ze środków własnych lub ze wsparciem instytucji wspierających działalność innowacyjną
• usługi badawcze w ramach procedur objętych akredytacją PCA

Główne elementy działalności planowane na rok 2017

Kontynuacja i podjęcie nowych przedsięwzięć realizowanych w ramach konsorcjów naukowo-przemysłowych (w tym głównie wspieranych przez NCBiR)

• zastosowanie „lekkich” rozwiązań konstrukcyjnych w budowie struktur nośnych komponentów środków transportu (nowe projekty złożone i będące w trakcie opracowywania)

Przedsięwzięcia związane z rozwojem metod badawczych:

• rozwój metod badania własności materiałowych obiektów w trakcie ich eksploatacji
• rozwój systemów pomiarowych wspomagających metody badań zmęczeniowych w niskich i wysokich temperaturach

Przedsięwzięcia realizowane na rzecz jednostek gospodarczych:

• podjęcie szerokiej współpracy w zakresie badań zmęczeniowych z producentem obiektów lotniczych (w trakcie uzgodnień)
• dalszy rozwój współpracy z producentem pojazdów szynowych
• dalszy rozwój usług badawczych w ramach procedur objętych akredytacją PCA
• bieżąca działalność promocyjna związana z prezentacją potencjału badawczego Centrum