Forskningsområden vid avdelningen för tillämpad mekanik
Information om forskningen som bedrivs på avdelningen.
Forskningsområden
Forskningen på avdelningen är inriktad på mekanik hos fibrösa material och kompositmaterial, trämekanik, slagmekanik och brottmekanik. Vår forskning bedrivs vid institutionen, och i samarbete med industrin.
Mycket av vår forskning finansieras av externa parter så som Vetenskapsrådet, forskningsrådet Formas, Vasa museet, Swedish energy agency, Tetra Pak, Rise, SCA, Hitachi Energy, SSF, Bio innovation, Vinnova, Billerud, Holmen, SCA, Stora enso, Södra, Valmet, Nordic energy research.
Här hittar du några av våra forskningsområden som vi arbetar med just nu.
Beräkningsmekanik
Vi utvecklar algoritmer och teorier för datorsimuleringar i flera skalor av en mängd olika fysiska fenomen, inklusive sprickor och interferensfenomen, kristall- och gradientplasticitet, diffusion och interaktioner mellan vätska och fast material, från atomskalan och uppåt.
Batterimekanik
Stora permanenta mekaniska deformationer utvecklas i elektroder vid cykling, vilket resulterar i komplexa frakturer och avsevärt försämrar batteriets prestanda. Genom högprecisions multifysiska datorsimuleringar av battericellernas mikrostrukturer strävar vi efter att avsevärt förlänga batteriernas livslängd och laddningskapacitet.
Benets dynamik
De flesta benfrakturer har sitt ursprung i plötsliga impulser (olyckor), där transienta spänningsvågor fortplantar sig in i benet och initierar höghastighetssprickor som snabbt deformerar den interna mikrostrukturen och jämvikten går förlorad.
Med hjälp av dynamiska modeller i flera skalor och röntgenbilder med ultrahög hastighet försöker vi förstå hur implantat måste utformas för att stabilisera segmentella benfrakturer och samtidigt vara i mekanisk harmoni med intilliggande friskt ben och främja benregenerering.
Arkitekturiserad material
Vi undersöker mekaniken och multifysiken hos arkitekturmaterial i olika skalor, från grafen till additivt tillverkade gittermaterial. Genom att använda arkitektur i materialet uppnås skräddarsydda konstitutiva egenskaper, anisotropi, inhomogenitet och vågrörelser med nya funktioner. Vi konstruerar material för hållbarhetsdriven innovation.
Försprödning av vätgas
Vätesprödhet utgör en betydande risk för säker transport och lagring av vätgas, en avgörande komponent i övergången till grön energi. Vår forskning tar sig an denna materialutmaning genom avancerad materialkarakterisering och flerskaliga modelleringstekniker.
Termodynamik
Med hjälp av tillämpad och teoretisk termodynamik simulerar vi verkliga tillämpningar med härledda materialekvationer inklusive kopplingseffekter i flerfysik. Termomekanik och elektromagnetism smälter samman med kemisk reaktion och mekanisk nedbrytning (fraktur).
Trämekanik
För att påskynda användningen av hållbara skogsprodukter är det viktigt att få en djupare förståelse för de mekanismer som äger rum i trä när det utsätts för miljömässiga och/eller mekaniska belastningar. Utvecklingen av kompressionsträ i grenar har visat sig ge förbättrad lastbärande kapacitet och medel för att aktivera grentillväxt. Det finns bidragande mekanismer från sammansättningen av träcellerna samt vävnadsstrukturen.
Modellering av material
Kopplade och olinjära material undersöks och modelleras. Aktuatorer och sensorer är särskilt utmanande eftersom de innehåller flerfysik och även tillverkas av olinjära material. Vi bestämmer deras modellparametrar genom in-house inversa analysrutiner från kemisk härdning till piezoelektriska fenomen för hyperelastiska material.
Additiv tillverkning
Sofistikerade strukturer är möjliga tack vare 3D-printing. Vi utvecklar hård- och mjukvarulösningar för att tänja på gränserna inom polymerutskrift. Vår forskning är baserad på mer hållbara material, särskilt återvinning och polymernedbrytning.
