Modelování mechanického chování částicových kompozitů metodou konečných prvků

• Název práce v češtině: Modelování mechanického chování částicových kompozitů metodou konečných prvků
• Název v anglickém jazyce: Modeling of mechanical behavior of particulate composites using finite element method
• Klíčová slova: metoda konečných prvků, částicové kompozity, mechanické chování, rovnovážná kaučukovitá elasticita, bobtnání
• Klíčová slova anglicky: finite element method, particulate composites, mechanical behavior, equilibrium rubber elasticity, swelling
• Akademický rok vypsání: 2014/2015
• Typ práce: projekt
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: Ján Šomvársky, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 03.07.2014
• Datum zadání: 03.07.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 29.07.2014

Zásady pro vypracování

Během řešení projektu se student obeznámí 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. Student vytvoří jednoduchý model kompozitu a bude zkoumat vztah mezi strukturou polymerní matrice, objemovým zlomkem plniva, distribucí rozmístění a tvaru částic plniva na straně jedné a vlastnostmi kompozitu na straně druhé.

Seznam odborné literatury

[1] J. Šomvársky, K. Dušek and M. Dušková-Smrčková, J. Phys.: Conf. Ser. 490 (2014) 012207, doi:10.1088/1742-6596/490/1/012207
[2] Burak Erman, James E. Mark: Structures and Properties of Rubberlike Networks, Oxford Univesity Press 1997
[3] O.C.Zienkiewicz, R.L.Taylor and J.Z.Zhu: The Finite Element Method, Its Basis & Fundamentals, 6th ed., Elsevier 2005

Předběžná náplň práce

Částicové kompozity jsou materiály tvořené sesíťovanou 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 plněné hydrogely hlavně v medicíně. Mechanické vlastnosti kompozitního materiálu závisí na stavu matrice (kaučukovitý nebo skelný), na struktuře polymeru, množství plniva, rozložení a tvaru částic, kvalita adheze, vlastnosti mezivrstvy.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

Particulate composites are materials composed of cross-linked polymer matrix and solid inorganic particles - fi�ller. Particulate composites are one of important classes of materials such as construction materials, high-performance engineering materials, sealants, protective organic coatings, dental materials or �filled hydrogels with application mainly in medicine. Mechanical properties of composite materials depend on the state of matrix (rubbery or glassy), on the polymer structure, amount of filler, distribution of position and shape of particles, quality of adhesion, properties of inter-layer.