Komposiitide reoloogia uurimisrühm
TalTech prioriteetne teadussuund
Klassifikaator (Frascati)
Uurimisrühma juht
Uurimisrühma liige
Doktorant
Võtmesõna
materjalimehaanika
kiudbetoon
kiudude orientatsioon
arvutuslik reoloogia
kujutiste analüüs
3D visualiseerimine
Ülevaade
Uurimisgrupi kompetents on lai, ulatudes olekuvõrrandite teooriast arvutisimulatsioonide, kujutiste analüüsi ja andmestiku kujutamiseni virtuaalreaalsuses. Teadusteema põhisuund on lühikesekiuliste komposiitide mehaanikaliste omaduste uurimine. Tulemuste peamine rakendusvaldkond on teraskiuga armeeritud betoon – materjal, mis on kogumas populaarsust ehitussektoris. Sellise materjali mehaanikalised omadused sõltuvad suuresti lühikeste kiudude orientatsioonist, mis betoonelementide valmistamisel on omakorda mõjutatud betoonisegu valuprotsessist. Just betoonisegu voolamine ühes sissesegatud kiududega määrab kiudude orientatsiooni. Katsekehade kiudude orientatsioon määratakse röntgenkiirte arvutusliku tomograafiaga, millest saadud tulemuste töötlemise järel saadakse kiudude orientatsioon. Pilditöötlemiseks on uurimisgrupp välja arendanud oma tarkvara. Betoonelementide valuprotsessi arvutis simuleerimiseks kasutatakse arvutusliku vedelikumehaanika (CFD) tarkvara, mis on seotud kiudude orientatsiooni kirjeldava võrrandiga. Valmis katsekehade paindeja lõhenemise katset simuleeritakse arvutis kasutades materiaalseid punkte simuleerivaid diskreetseid elemente. Teoreetilise poole pealt on uurimisgrupp tuletanud olekuvõrrandid, mis kirjeldavad kiudude orientatsiooni jaotuse mõju kiudbetooni mehaanikalistele ja termilistele omadustele.Ülalmainituga on seotud uurimistöö stereoskoopse pool-immersiivse 3D visualiseerimise (virtuaalne reaalsus) vallas, mida tehakse enda väljatöötatud süsteemil „Kyb3“. Süsteemi peamine ülesanne on visualiseerida kiudude arvutatud tomograafiat ja CFD simulatsioonide tulemusi. Süsteem võimaldab visuaalselt kontrollida ja võrrelda mõõtmiste ning simulatsioonide tulemusi.
Seotud projektid
Seotud struktuuriüksus
Teadusgrupiga seotud publikatsioonid
- Herrmann, H. A constitutive model for linear hyperelastic materials with orthotropic inclusions by use of quaternions // Continuum mechanics and thermodynamics (2021) vol. 33, 4, p. 1375-1384.
https://doi.org/10.1007/s00161-021-00979-4 - Kartofelev, D., Goidyk, O., Herrmann, H. A case study on the spatial variability of strength in a SFRSCC slab and its correlation with fibre orientation // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences (2020) 4, p. 298-310 : ill.
https://doi.org/10.3176/proc.2020.4.03 - Lahe, A., Braunbruck, A., Klauson, A. Modified transfer matrix method for steady-state forced vibration : a system of bar elements // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences (2020) vol. 69, 2, p. 143–161 : ill.
https://doi.org/10.3176/proc.2020.2.06 - Kartofelev, D., Arro, J.G., Välimäki, V. Insights into the string-barrier interaction dynamics based on high-speed camera measurements // SMC 2020 : Proceedings of the 17th Sound and Music Computing Conference, Torino, Italy, June 24th - 26th 2020. Torino : Sound and Music Computing Network, Xea sas/SMC Network, 2020. p. 169-176.
https://smc2020torino.it/adminupload/file/SMC2020Proceedings.pdf - Vilipuu, M., Kartofelev, D., Kalda, J. Use of simplified bowed string model in physics education : a laboratory experiment // Proceedings of Meetings on Acoustics (2022) vol. 48, 1, art. 025001.
https://doi.org/10.1121/2.0001628 - Kartofelev, D., Arro, J. G., Valimäki, V. Experimental verification of dispersive wave propagation on guitar strings // SMC 2019 : Proceedings of the 16th Sound & Music Computing Conference. Malaga : SMC, 2019. p. 324–331 : ill.
https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-85084386995&partnerID=40&md5=b18526954c2e08531266a8f19f44811e http://smc2019.uma.es/docs/SMC2019_Proceedings.pdf - Goidyk, O., Herrmann, H. Initial results of local strength analysis of a fiber concrete plate by 4-point bending tests // 13th International Conference : Modern Building Materials, Structures and Techniques, May 16–17, 2019, Lithuania. Vilnius : VGTU Press, 2019. p. 306-310 : ill.
https://doi.org/10.3846/mbmst.2019.116 - Lahe, A., Braunbrück, A., Klauson, A. An exact solution of truss vibration problems // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences (2019) vol. 68, 3, p. 244–263 : ill.
https://doi.org/10.3176/proc.2019.3.04 - Herrmann, H., Boris, R., Goidyk, O., Braunbrück, A. Variation of bending strength of fiber reinforced concrete beams due to fiber distribution and orientation and analysis of microstructure // IOP conference series : materials science and engineering (2019) vol. 660, art. 012059, 11 p. : ill.
https://doi.org/10.1088/1757-899X/660/1/012059 - Herrmann, H., Beddig, M. Tensor series expansion of a spherical function for the use in constitutive theory of materials containing orientable particles // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences (2018) vol. 67, 1, p. 73-92 : ill.
https://doi.org/10.3176/proc.2018.1.04 http://www.ester.ee/record=b2355998*est - Herrmann, H., Goidyk, O., Braunbrück, A. Influence of the flow of self-compacting steel fiber reinforced concrete on the fiber orientations, a report on work in progress // Short fibre reinforced cementitious composites and ceramics. Cham, Switzerland : Springer Nature Switzerland AG, 2019. p. 97-110. (Advanced structured materials ; 95).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-00868-0_7 - Herrmann, H., Braunbrück, A., Tuisk, T., Goidyk, O., Naar, H. An Initial report on the effect of the fiber orientation on the fracture behavior of steel fiber reinforced self-compacting concrete // Short fibre reinforced cementitious composites and ceramics. Cham, Switzerland : Springer Nature Switzerland AG, 2019. p. 33-50. (Advanced structured materials ; 95).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-00868-0_3 - Herrmann, H., Goidyk, O., Naar, H., Tuisk, T., Braunbrück, A. The influence of fibre orientation in self-compacting concrete on 4-point bending strength // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences (2019) vol. 68, 3, p. 337-346 : ill.
http://www.kirj.ee/32397/?tpl=1061&c_tpl=1064 https://doi.org/10.3176/proc.2019.3.12