"Stal od Damaszku po Sydney" "Wpływ wytrzymałości połączeń punktowych na energochłonność profili cienkościennych obciążonych udarowo" Maciej Zwierzchowski, Marcin Kaszuba, Paweł Kaczyński Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Instytut Technologii Maszyn i Informatyzacji, Zakład Inżynierii Procesów Kształtowania Plastycznego, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław e-mail: maciej.zwierchowski@pwr.edu.pl e-mail: marcin.kaszuba@pwr.wroc.pl e-mail: pawel.kaczynski@pwr.wroc.pl Osa (mikroskop elektronowy) M. Zwierzchowski Tlenki tytanu 2 (mikroskop elektronowy) M. Kaszuba Tlenki tytanu 1 (mikroskop elektronowy) M. Kaszuba Tlenki tytanu 3 (mikroskop elektronowy) M. Kaszuba

Opis popularnonaukowy projektu

Człowieka o stalowych nerwach nic nie jest w stanie wyprowadzić z równowagi. Znosi przeciwności losu z nienaruszonym, stoickim spokojem, budząc podziw otoczenia, które już wcześniej zapewne straciłoby panowanie nad sobą. Najwyraźniej człowieka o stalowych nerwach życie zahartowało wystarczająco, aby był w stanie niewzruszenie odpierać niepowodzenia. Tak można przypuszczać, choć źródeł odporności psychicznej często jest równie trudno się doszukać, jak receptury stali damasceńskiej. Stal ta, produkowana w średniowieczu przez mistrzów swojego fachu na Bliskim Wschodzie słynęła na całym świecie. Według legend, europejskie miecze skrzyżowane z mieczami ze stali damasceńskiej szczerbiły się haniebnie, podczas gdy na mieczach wykutych w stolicy Syrii nie odciskał się nawet ślad pojedynku.
Podobno współcześni metalurdzy pomimo wysiłków własnych i wsparcia archeologów nie są w stanie odtworzyć sposobu produkcji tej stali, choć jej struktura poznana została bardzo dokładnie. Próby odtwarzania średniowiecznej technologii dostarczają jedynie przybliżenia. Nie zmienia to faktu, że dzisiejsze stale są nadal materiałem o niezwykłych właściwościach, zwłaszcza wytrzymałościowych. Zastosowanie ich dziś wykracza jednak znacznie poza wykuwanie broni siecznej. Nadzwyczajny podziw wzbudzają nie miecze, a stalowe konstrukcje budowlane, poczynając od opery w Sydney, przez nowojorskie drapacze chmur a kończąc na mostach i wiaduktach. Trudno nie wspomnieć też o kadłubach statków czy platformach morskich. W przeciwieństwie jednak do damasceńskiego oręża, dzisiejsze konstrukcje rzadko są stalowymi monolitami. Znacznie częściej zbudowane są z łączonych ze sobą elementów. Nie tylko zatem arkusze blachy, ale miejsca ich łączenia muszą sprostać wymaganiom dotyczącym wytrzymałości na obciążenia i naprężenia. Nity, zgrzewy, spawy czy inne sposoby łączenia stalowych elementów nie mogą być najsłabszym ogniwem konstrukcji. Właściwości połączeń są więc poddawane analogicznym testom, jak zasadniczy materiał konstrukcyjny. Na podstawie specjalistycznych pomiarów powstają modele pozwalające szacować skuteczność zastosowanych rozwiązań jeszcze zanim konstruktor jako pierwszy postawi stopę na zbudowanym przez siebie obiekcie. Mając wyniki takich symulacji twórca najnowszej konstrukcji nie musi szczycić się nerwami jak ze stali. A już na pewno nie damasceńskiej.

Streszczenie naukowe

Hipoteza badawcza: istnieje powiązanie pomiędzy nośnością złącz punktowych oraz energochłonnością profili cienkościennych obciążonych udarowo. Celem niniejszego projektu jest opracowanie uniwersalnego modelu połączeń punktowych profili cienkościennych (jak np. połączenie przetłaczane). Jego nieskomplikowanie pozwoli na skrócenie czasu obliczeń numerycznych. Dodatkowe cele badawcze to: - opracowanie własnego kryterium wytrzymałościowego połączeń punktowych, które pozwoli na uwzględnienie ich rozłączania podczas deformacji, - utworzenie modelu numerycznego pozwalającego na weryfikację założeń. Ponadto planuje się wykonać badania materiałowe badanych stali, co pozwoli na opracowanie parametrów modelu ich umocnienia wraz ze wzrostem prędkości odkształcania (np.: Johnson-Cook lub Cowper-Symonds).

Komitet Organizacyjny

Sponsorzy

Patronat medialny