Proiect 106/2007, cod cncsis 247/2007 director proeict dr. Ligia Munteanu Titlul proiectului caracterizarea bazata pe cunoastere a capacitatii de amortizare a nanocompozitelor din materiale auxetice si nanotuburi de carbon rezumat

III. Caracterizarea mecanica si dinamica a materialelor. Modelarea degradarii si ruperii materialelor. Identificare defecte in material.

Determinarea proprietatilor unui material (constante elastice, proprietati fizice), precum si existenta defectelor in material se determina cu ajutorul unor probleme inverse care utilizeaza datele experimentale vibrationale (frecvente, proprii, moduri proprii) pentru acel material. Aceste probleme inverse de rezolva cu ajutorul unui algoritm genetic. Problemele inverse se intalnesc in multe ramuri ale matematicii si ingineriei mecanice: biomecanica, evaluarea propiretatilor compozitelor, filme metalice, caracterizarea materialelor (determinarea modulilor micropolari, a constantelor elastice ale cristalelor monoclinice, a constantelor de material de ordinl 3 pentru aluminiu. Scopul problemelor inverse este de a cunoaste si determina un sistem mecanic cu proprietati materiale necunoscute, avand o geometrie necunoscuta, conditii initiale si conditii pe frontiera necunoscute, din raspunsul sistemului dinamic la solicitari sau excitatii date. Pentru anumite probleme inverse formulate pentru cazuri liniare sau neliniare simple, ca de exemplu pentru cazul ecuatiilor integrodiferentiale hiperbolice liniare, aceste conditii au fost stabilite.

Am analizat comportarea histeretica a materialelor neliniare mezoscopice. Un material NM este un agregat de granule care actioneaza ca unitati rigide/elastice vibratorii, in timp ce contactul dintre ele–sistemul de legatura, constituie un set de interfete (fabrica de defecte) care controleaza comportarea materialului. Interfetele au dimensiunea tipica de 1micrometru. Am studiat un model de contact cu frecare pentru interfata dintre granule, care considera miscarile relative tangentiale si normale. Modelul este capabil sa prezica tranzitia dintre faze (alunecarea, lipirea si separarea granulelor). Analiza raspunsului histeretic pentru un material NM supus la sarcini ciclice se realizeaza cu ajutorul modelului lui Preisach. Am studiat un model constitutiv pentru interfete imperfecte utilizand sensibilitatea vitezei de propagare a undelor Stoneley in prezenta defectelor. Studiul comportarii dinamice a materialelor NM care includ nelinearitatea, comportarea histeretica si memoria discreta, se realizeaza cu metoda interactiunilor nelocale (LISA) propusa de P.P. Delsanto. Modelele de evaluare a degradarii si ruperii se bazeaza pe cuplajul degradarii cu dilatarea si alunecarea, si este capabile sa descrie succesiv deteriorarea interfetelor si a materialului, pana la rupere. O contributie importanta in domeniul ruperii materialelor constituie modelarea ruperii cu ajutorul conceptului de dilaton. Dilatonii absorb sau genereaza energie. Energia maxima a unui dilaton este finita. Procesul prin care dilatonul absoarbe sau genereaza energie este controlat de intensitatea undelor care se propaga in mediu. Undele cedeaza o parte din energia lor dilatonilor si ca rezultat apare atenuarea undelor. Cand energia dilatonului este maxima, dilatonul se rupe elibernd energie si ca rezultat apare amplificarea undelor, urmata de rupere.