Strukturell integritet och hållbarhet hos lättviktsstrukturer
Den här forskningsinriktningen berör utformning och tillverkning av svetsade lättviktskonstruktioner av höghållfast stål. Den nuvarande forskningen fokuserar på, men är inte begränsad till, ämnen som rör utveckling av en ny generation av metoder för utmattningsdesign, digitalisering av kvalitetssäkring i produktionen och beräkningsmekanik för svetsning. En ytterligare forskningsväg är karakterisering och utmattning av CFRP-material och strukturer för fordonstillämpningar.
Framsteg inom beräkningssvetsmekanik
Svetsning är den vanligaste sammanfogningstekniken som används för att tillverka stora konstruktioner som kranar, hjullastare, lastbilar osv. På grund av den smälta metallens krympning uppstår ytterligare förvrängningar och restspänningar som har stor betydelse för strukturens funktionalitet och utmattningshållfasthet. Inom denna forskning utvecklas avancerade FE-ramar för beräkning av svetsmekanik för snabb och tillförlitlig uppskattning av restspänningar och förvrängningar i stora komplexa konstruktioner för en noggrannare bedömning av den strukturella integriteten.
FE-svetsimulering av en stor svetsad balkstruktur i en kranapplikation.
Digitaliserad kvalitetssäkring av svetsar - mot industri 4.0
Winteria® är ett patenterat digitaliserat kvalitetssäkringssystem för svetsproduktion som idag håller på att få ett brett genomslag inom industrin. Forskningen och utvecklingen bakom detta kvalitetssäkringssystem har sitt ursprung i gruppen för lättviktsstrukturer.
Den digitaliserade kvalitetssäkringen har visat sig leda till unika möjligheter att producera optimerade svetsade konstruktioner av lättviktsstål med hög hållfasthet, inklusive noggrann bedömning av den strukturella integriteten. De aktuella forskningsämnena är AI och djupinlärning på systemnivå i olika steg av produktutveckling och produktionsprocesser.
Digitaliserad kvalitetssäkring av svetsade konstruktioner; en schematisk bild av nuvarande forskningsverksamhet med fokus på djupinlärning.
Osäkerheter och utmattningar - mot nya konstruktionsmetoder
Nya och unika möjligheter till noggrannare konstruktion uppstår med digitaliserade kvalitetssäkringssystem som producerar stora mängder data och möjliggör djup inlärning. Inom detta forskningsområde utvecklas nya probabilistiska metoder för utmattningsdesign för att täcka alla kända osäkerheter, från första till sista stund, som eventuellt kan påverka den strukturella prestandan och hållbarheten hos svetsade lättviktsstrukturer.
Schematisk representation av processparametrar och deras osäkerheter.
Utmattningsdesign av CFRP för kommersiella fordon
Kompositmaterial för strukturella tillämpningar är sällsynta i dagens kommersiella fordonsindustri. Det finns stora fördelar med strukturellt avancerade CFRP-material som möjliggör lättviktsdesign och modularisering av kommersiella fordon. Förutom utmaningarna med återvinning av CFRP-material finns det dock begränsade metoder för utmattningsdesign på strukturell nivå. Syftet med forskningen är att utveckla metoder för att bedöma utmattning av CFRP för kommersiella fordonskonstruktioner.
Modellering av CFRP-material i flera skalor, från mikrobilder, representativa volymelement (RVE) till strukturell nivå.