Nehomogenní deformace světlem aktivovaných polymerních materiálů s tvarovou pamětí

• Thesis title in Czech: Nehomogenní deformace světlem aktivovaných polymerních materiálů s tvarovou pamětí
• Thesis title in English: Inhomogenous deformations of light activated shape memory polymers
• Key words: nelineární elasticita, světlem aktivované polymerní materiály, tvarová pamět, nehomogenní deformace
• English key words: nonlinear elasticity, light activated shape memory polymers, inhomogeneous deformations
• Academic year of topic announcement: 2017/2018
• Thesis type: project
• Department: Mathematical Institute of Charles University (32-MUUK)
• Supervisor: Mgr. Vít Průša, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 09.05.2018
• Date of assignment: 10.05.2018

Guidelines

* Seznámit se s modely pro deformaci světlem aktivovaných polymerních materiálů s tvarovou pamětí.
* Seznámit se s technikami pro analytické řešení vybraných klasických úloh v nelineární teorii elasticity.
* Nalézt analytická či semianalytická řešení pro kvazistatickou deformaci světlem aktivovaných polymerních materiálů, a to v úlohách, které odpovı́dajı́ klasickým úlohám v nelineárnı́ teorii elasticity.

References

Adkins, J. E. and R. S. Rivlin (1952). Large elastic deformations of isotropic materials. IX. The deformation of thin shells. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences 244 (888), 505–531.
Hamel, C. M., F. Cui, and S. A. Chester. A finite element method for light activated shape-memory polymers. International Journal for Numerical Methods in Engineering 111 (5), 447–473.
Lendlein, A., H. Jiang, O. Jünger, and R. Langer (2005). Light-induced shape-memory polymers. Nature 434, 879–882.
Muliana, A., K. R. Rajagopal, D. Tscharnuter, and G. Pinter (2016). A nonlinear viscoelastic constitutive model for polymeric solids based on multiple natural configuration theory. International Journal of Solids and Structures 100–101, 95–110.
Ogden, R. W. (1984). Nonlinear elastic deformations. Ellis Horwood Series: Mathematics and its Applications. Chichester: Ellis Horwood Ltd.
Rivlin, R. S. (1948a). Large elastic deformations of isotropic materials. I. Fundamental concepts. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences 240 (822), 459–490.
Rivlin, R. S. (1948b). Large elastic deformations of isotropic materials. III. Some simple problems in cylindrical polar co-ordinates. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences 240 (823), 509–525.
Rivlin, R. S. (1949). Large elastic deformations of isotropic materials. VI. Further results in the theory of torsion, shear and flexure. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences 242 (845), 173–195.

Preliminary scope of work

Světlem aktivované polymernı́ materiály s tvarovou pamětı́ jsou materiály, které mohou měnit tvar pokud jsou vystaveny působenı́ elektromagnetického zářenı́ typicky v ultrafialové části spektra, viz Lendlein et al. (2005). Deformace těchto materiálů je většinou natolik velká, že ji nelze popsat v rámci linearizované teorie elasticity, a musı́ být použit plně nelineárnı́ geometrický popis deformace. V rámci teorie nelineárnı́ch deformacı́ existuje několik klasických úloh, které mohou být řešeny analyticky, viz napřı́klad Rivlin (1948b, 1949, 1948a); Adkins and Rivlin (1952) a dále Ogden (1984). Cı́lem projektu je nalézt analytická či semianalytická řešenı́ pro kvazistatickou deformaci světlem aktivovaných polymernı́ch materiálů, a to v úlohách, které odpovı́dajı́ klasickým úlohám v nelineárnı́ teorii elasticity. Výpočet lze provést pro modely různého stupně komplexity, viz napřı́klad Sodhi and Rao (2010), Hamel et al. (2017) a Muliana et al. (2016).