Thesis (Selection of subject)Thesis (Selection of subject)(version: 285)
Assignment details
   Login via CAS
Částicové kompozity - simulace vztahu napětí a deformace pomocí metody konečných prvků
Thesis title in Czech: Částicové kompozity - simulace vztahu napětí a deformace
pomocí metody konečných prvků
Thesis title in English: Particulate composites - simulation of stress-strain relationship
using finite element method (FEM)
Academic year of topic announcement: 2009/2010
Type of assignment: diploma thesis
Thesis language:
Department: Department of Macromolecular Physics (32-KMF)
Supervisor: Ján Šomvársky, CSc.
Author:
Guidelines
V rámci práce bude vytvořen model kompositu v programovém prostředí COMSOL Multiphysics a provedena simulace jeho rovnovážného mechanického chování.
References
[1] Burak Erman, James E. Mark: Structures and Properties of Rubberlike Networks, Oxford Univesity Press 1997

[2] L. R. G. Treloar: The Physiscs of Rubber Elasticity, 3rd edition, Oxford University Press 2005
Preliminary scope of work
Termínem částicové kompozity se označují materiály tvořené polymerní matricí, která obsahuje částice obvykle anorganického tuhého materiálu - plniva. Částicové kompozity jsou důležitou třídou materiálů. Používají se jako konstrukční materiály, inženýrské materiály s unikátními vlastnostmi, těsnění, ochranné nátěry, zubní materiály nebo tuhé výbušniny. Vlastnosti kompozitního materiálu závisí na stavu matrice (kaučukovitý nebo skelný). Vztah napětí a deformace silně závisí na molekulární struktuře polymeru. Na vlastnosti kompozitu má vliv rovněž množství plniva, rozložení a tvar částic, kvalita adheze, vlastnosti mezivrstvy.

Cílem práce je obeznámit se s molekulárními modely kaučukovité elasticity, se základy metody konečných prvků a s programem COMSOL multiphysics, který tuto metodu využívá na řešení velmi širokého spektra fyzikálních a technických problémů, a na jednoduchém modelu přispět k porozumění vztahu mezi strukturou polymerní matrice a vlastnostmi kompozitu.

Práce má teoretický charakter.
Preliminary scope of work in English
Particulate composites with crosslinked polymer matrix and solid fillers are one of important classes of materials such as construction materials, high-performance engineering materials, sealants, protective organic coatings, dental materials, or solid explosives. Important is the state of the matrix at service conditions or at the conditions of analysis; the matrix can be rubbery like in crosslinked elastomers, or glassy like in the majority of construction and engineering materials. Stress - strain relationship strongly depends on the molecular structure of polymer. It is influenced also by fraction of filler, distribution of positions and sizes of filler particles, quality of polymer-filler adhesion and properties of interlayer.

The aim is to get overview about existing molecular models of rubber elasticity, learn basics of the finite element method, and work with package COMSOL Multiphysics, which uses FEM for solving a wide spectrum of physical and engineering problems. Results based on a simple model should contribute to understanding of the relationship between structure of polymer matrix and properties of composite material.

Work has theoretical character.
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html