ملخص
يهدف مشروع الدكتوراه هذا إلى تطوير توأم رقمي متقدم للتنبؤ بالقوة وعمر الكلال للمركبات المقواة بالألياف. يتم استخدام المركبات المقواة بالألياف بشكل متزايد في مختلف قطاعات الصناعة، مثل الطيران والسيارات والأجهزة الطبية والطاقة. سيتم تنفيذ مشروع الدكتوراه هذا ضمن مجموعة مركبات نشطة تابعة للمعهد العالمي للتصميم والروبوتات والتصنيع (iDRaM) في كلية الهندسة الميكانيكية بجامعة ليدز.
يقدم المشروع فرصة مميزة للمرشح الناجح للتخصص في المواد المركبة والنمذجة الرقمية. بالإضافة إلى التعاون مع الباحثين داخل المعهد والمدرسة والجامعة، سيكون لدى طالب الدكتوراه فرص كبيرة للتفاعل مع شركائنا في الصناعة، مما يعزز إمكانية تطبيق نتائج أبحاثهم على أرض الواقع. من المتوقع أن ينشر الطالب أوراقًا بحثية عالية الجودة في مجلات دولية رفيعة المستوى يراجعها النظراء وينشر نتائج الأبحاث في المؤتمرات وورش العمل والندوات الوطنية والدولية.
يتم استخدام المركبات المدعمة بالألياف بشكل متزايد في مختلف القطاعات الهندسية لأنها قوية وخفيفة الوزن، على سبيل المثال. الطيران والسيارات والطاقة المتجددة والرياضة. العديد من المنتجات الهندسية الحديثة تتميز بشكل بارز بالمواد المركبة، بما في ذلك طائرات A350 وبوينغ 787، والجيل الجديد من شفرات مروحة محرك الطيران رولز رويس وجنرال إلكتريك، وشفرات توربينات الرياح طويلة المدى المصنعة من قبل سيمنز وفيستاس. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام المواد المركبة بشكل متزايد في السيارات الكهربائية لزيادة كثافة الطاقة.
تقليديًا، يستجيب تصميم البنية المركبة بشكل كبير للتجارب التي يتم إجراؤها بدءًا من مستوى القسيمة الصغيرة وحتى مستوى البنية كاملة النطاق بعد البنية الهرمية. إنها عملية مكلفة من حيث التكلفة والوقت، خاصة بالنسبة للهياكل ذات الأبعاد الكبيرة. يمكن أن يؤدي إنشاء تمثيل رقمي للهياكل المركبة إلى تسريع عملية التصميم بشكل كبير مع توفير التكلفة. لذلك، يهدف مشروع الدكتوراه هذا إلى إنشاء أداة رقمية دقيقة وفعالة يمكن استخدامها للتنبؤ بقوة وعمر الكلال للهياكل المركبة. يمكن استخدام هذه الأداة الرقمية لتصميم الهيكل المركب وتحسينه، ويمكن أيضًا تضمينه في إطار مراقبة الصحة للتنبؤ بالعمر المتبقي للهيكل المركب.
المراجع
ب. تشانغ، ج. أليجري، إس.آر. هاليت، دمج الشبكات العصبية الاصطناعية في نماذج منطقة متماسكة مزدوجة للتنبؤ بتصفيح إجهاد المركبات في ظل نسب الإجهاد المختلفة ومزيج الأوضاع، Int. J. هيكل المواد الصلبة. 236–237 (2022) 111311. https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2021.111311.
ب. تشانغ، إل.إف. كاواشيتا، إم.آي. جونز، ج.ك. لاندر، S.R. هاليت، تحقيق تجريبي وعددي في آليات الضرر في شرائح مدببة تحت تحميل الشد، كومبوس. تطبيق الجزء أ الخيال العلمي. مانوف. 133 (2020) 105862. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2020.105862.
ب. تشانغ، إل إف كاواشيتا، إس آر هاليت، التنبؤ بتصفيح التعب للمركبات باستخدام مغلفات الحمل المزدوج والنماذج المزدوجة المتماسكة، Compos. تطبيق الجزء أ الخيال العلمي. مانوف. 129 (2020) 105711. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.105711.
ب. تشانغ، X.C. صن، إم جي إيتون، آر ماركس، إيه كلارك، سي.إيه. فيذرستون، إل.إف. كاواشيتا، إس.آر. هاليت، نموذج عددي متكامل لدراسة الموجات الموجهة في الصفائح المركبة المتضررة من الصدمات، كومبوس. هيكل. 176 (2017) 945-960. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2017.06.034.
