Projekat 1616
Realni problemi mehanike
Rukovodilac: dr Katica Hedrih
Rezime
Predmet istraživanja
Osnovni principi mehanike u primeni na nelinearne dinamičke sisteme, modele realnih
diskretnih i kontinualnih sistema disparatne prirode. Nelinearne oscilacije dinamičkih
sistema. Diskretni modeli kontiuuma sa viskosplastičnim, naslednim i puzajućim vezama i
modeli kontimuuma sa različitim materiajlnim svojstvima i sa diskontinuitetima, kao
modeli mehanike oštećenja i loma. Zakoni održanja i simetrije u mehanici loma. Dinamika
i stabilnost modela diskretnih konktinuuma i modela kontinuuma sa prslinama. Invarijantno
zasnivanje teorije ljuski. Dinamički aktivni materijali i dinamika biomaterijala. Dinamika
spregnutih rotacionih kretanja i modeliranje dinamike I stabilnosti aktivnihn struktura.
Sadržaj istraživanja
- 1. Stabilno programirani procesi. Teoriji programiranja i realizacije stabilnih
procesa razvoja kao i pouzdanog prognoziranja i opisa prirodnih pojava. Doprinosi
matematičkoj teoriji zasnovanoj na prednačelima postojanja i invarijantnosti, radi
stvaranja stabilnih programa upravljanja procesima i pojavama. Problemi analitičke mehanike.
- 2. Nelinearni deterministički i stohastički procesi u dinamici mehaničkih sistema
i primene. Dinamika i stabilnost modela diskretnih kontinuuma sa naslednim i puzećim,
kao i termo i piezoreološkim vezama. Dinamički modeli materijala sa spregnutim poljima.
Dinamički aktivni materijali. Diskretni dinamički modeli mehanike loma i oštećenja.
Nelinearni fenomeni u dinamici diskretnih modela kontinuuma i njihove primene. Nelinearne
oscilacije i haos u sistemima spregnutih kontinualnih i diskretnih dinamičkih podsistema.
Analogije i fenomenološka preslikavanja dinamika sistema disparatnih priroda.
- 3. Proučavanje ponašanja materijala sa prslinom, kompozitnih i novih nametrijala.
Neki problemi projektovanja mašinskih konstrukcija i novih materijala. Modeli rotora sa
prslinama. Problemi mehaničke zaštite i istraživanja usmerena na zaštitu alata za rezanje.
Molekularno dizajniranje monolitnih i kompozitnih materijala.
- 4. Modeliranje dinamike i upravljanja aktivnim strukturama. Primena na aktivne
konstrukcije i industrijske robote. Dinamičke simulacija u nestacionarnim poljima i
upravljanje procesima.
- 5. Novi matematički modeli u simulaciji ponašanja kontinuuma. Invarijantno zasnivanje
teorije ljuski i ploča. Prinema invarijantnih aproksimacija u MKE.
- 6. Stabilnost jedno i višecilusnih rezonantnih rotacija.
- 7. Savremeni problemi biomehanike. Saznanja o mehaničkim povredama glave i kičme.
- 8. Zakoni održanja i simetrije u mehanici loma.
Originalnost predloženih istračivanja
Nelinearni fenomeni u dinamičkim sistemima. Novi diskretni modeli kontinuuma sa vezama
disparatne prirode, modeli dinamički aktivnih materijala i struktura.Mehaničke povrede glave
i kičme.
Cilj istraživanja
Unapređenje: matematičke teorije stabilno programiranih procesa, prognoziranja i opisa
nelinearnih dinamika sistema; saznanja o nelinearnim dinamikama i stabilnosti dinamičkih
sistema. Postavljanje: novih modela diskretnih kontinuuma sa naslednim i puzećim, kao i
termo i piezoreološkim vezama, kao i dinamički aktivnih materijala; analogija i
fenomenoloških preslikavanja dinamika sistema disparatnih priroda. Novi matematički modeli
u simulaciji dinamičkih sistema i materijala sa singularitetima.
Stanje istraživanja u oblasti
Stanje istraživanja u svetu
Na vodećim inter. kongr. iz oblasti mehanike prve ključne reči plenarnih i uvodnih
predavanja, kao i naslova monografija i vodećih časopisa, i članaka u njima iz ove
oblasti su: Nelinearna dinamika i haos, Analitička mehanika, Nelinearne nauke,
Nelinearni fenomeni, Deterministički haosa, Upravljenje, Sistemi slični živim bićima,
Dinamika aktivnih struktura, Dinamika oštećenih struktura. Rizik, računske metode.
Sam izbor nekoliko poslednjih intern. naučnih skupova kao što su:
- ICNM-III Third Inter. Confer. on Nonlinear Mechanics, 1998, Shanghai, i novi najavljen
za 2002.;
- IUTAM Symp. "Nonlinearity and Chaos in Engineering Dynamics, London 1993;
- ICIAM Hamburg 1995, ICIAM 99, Edinburg, Third Intern.l Congr. Ind. and Applied Methematics;
- 2th Intern. Confer. of Ukrainian Mech.l Engineers, Lviv, 1995; 1997, 1999, 2001.
- IIIrd Euromech Nonlinear Dynamics Confer. Paris, 1999. EUROMECH ENOC Copenhagen 1999.
- GAMM kongresi matematike i mehanike Hanover 1991, Lajpzig 1992, Drezden 1993, 1994 i 1995,
Metz 1999;
- Second Inter.Confer. Control Oscillations and Chaos COC 2000, Saint-Petersburg, Russia.
- Second International Conference Stability and Control for Transforming Nonlinear Systems
Moscow 2000, July 5-7,2000, September 25-28, 2000, Russia.
ukazuje na sadržaje referentne za ocenu savremenih istraživanja iz oblasti mehanike i
primena i savremenost sadržaja istraživanja koje predlažemo.
Stanje istraživanja kod nas
Reference za ocenu stanja kod nas iz oblasti nelinearne mehanike su rezultati istraživanja
saopšteni na vodećem potprojektu 04M03A Aktuelni problemi mehanike i primene, čiji je
izveštaj prihvaćen i nalazi se u MNTR Srbije, kao i radovi publikovani u dva časopisa iz
oblasti mehanike Mechanics, Automatic Control and Robotics (poslednji iz 2001god.) Facta
Universiatatis Univ. of Niš i Theor.l and Applied Mechanics JDM (poslednji iz 1999 god.),
kao i dva održana Jugosl.kongresa mehanike (Niš, 1995 i Vrnjačka Banja 1997) i međunarodni
simpozijumi Yugoslav Conference on Nonlinear Deterministic and Stochastic Processes in
Dynamical Systems with Applications- YCNP NIŠ'91, i Yugoslav Conference on Nonlinear
Mechanics-Nonlinear Sciences at the Threshold of the Third Millenium Niš 2000., kao i
Recent Advances in Analytical Dynamics - Control, Stability and Differential Geometry,
2001 Belgrade, daje osnovu da se zaključI da u Srbiji ima istraživača sa značajnim
rezultatima, ali da ih je malo.
Planirani rezultati projekta
- 1* Saznanja dobijena ovim istraživanjima, predstavljena monografijama, ili
univerzitetskim udžbenicima nove koncepcije se mogu primeniti u univerzitetskoj nastavi
mehanike, kao i u praksi inženjerstva gde se primenjuje nelinearna mehanika.
- 2*Modeli rotora sa prslinama, modeliranje kinematike, dinamike i upravljanja
aktivnim strukturama, primena na aktivne konstrukcije i industrijske robote, kao i
saznanja od nelinearnim procesima u dinamici rotora sa više osa rotacije omogućavau
pouzdane inženjerske proračune opterećenja ležišta rotora, dinamike rotora, i drugih
pararnetara rotacionih kretanja mašina i uredaja i optimizaciju i jednostavljenje
pojektovanje istih.
- 3* Saznanja o dinamici sistema sa naslednim elementima mogu se upotrebiti u projektovanju
i konstruisanju inženjerskih sisterna, kao i ispitivanju i prognoziranju stabilnosti,
pouzdanosti i izdržljivosti struktura konstrukcija sa svojstvima naknadne clastičnosti
i/ili relaksacije, kao i u prognoziranju tačnosti rada mašina.
- 4* Saznanja iz mehanike loma i oštećenja se mogu primeniti u ispitivanju pouzdanosti
i oceni izdržljivosti inženjerskih konstrukcija, mašina i sistema, kao i uredaja u
gradevinsrsvu i mašinstvu.
- 5* Saznanja iz oblasti nelinearne dinamike, predstavljena monografijom, pruža
teorijsku osnovu za stvaranje tehnologija i proizvoda na bazi nelinearnih dinamika,
procesa i fenomena i upravljanja istim, na bazi brzih i sporih oscilacija i razdvajanja
ili spajanja pojedinih dinamika, osnova su za projektovanje serije proizvoda vibracionih
i vibroudarnih mašina za rudarstvo, građevinrstvo, procesne tehnologije u proizvodnji
hrane i poljoprivredi.
- 6* Saznanja za projektovanje dinamika upravljanja aktivnih sistema i dinamički
aktivnih materijala. Stvaranje novih vrsta dinamički aktivnih materijala za koje bi
trebalo da bude zainteresovana i vojna industrija. Dinamičke simulacija u nestacionarnim
poljima i upravljanje procesima.
1* Modeli rotora sa prslinama, modeliranje kinematike, dinamike i upravljanja aktivnim
strukturama, primena na aktivne konstrukcije i industrijske robote, kao i saznanja od
nelinearnim procesima u dinamici rotora sa više osa rotacije omogućavau pouzdane
inženjerske proračune opterećenja ležišta rotora, dinamike rotora, i drugih pararnetara
rotacionih kretanja mašina i uredaja i optimizaciju i jednostavljenje pojektovanje istih.
Može se upotrebiti pri projektovanju i konstruisanju i proveri pouzdanosti i
izdržljivosti rotobagera, reduktora i prenosnika mašinskih sistema, mašina za
balansiranje, kao i izučavanje i podešavanje rada girorotora i girostata.
Potencijalni korisnici: Mašinska industrija, vojna industrija i instituti,
fabrike navigacionih uredaja i rotora, fabrike pumpi. Kao korisnici mogu biti
vojna industrija, fabrika aviona i brodogradilišta.
2* Saznanja iz oblasti nelinearnih oscilacija mogu se direktno primeniti za
konstrukciju vibracionih i vibroudarnih mašina za građevinststvo, poljoprivredu i
rudarstvo, i transport i prehrambene pehnologije.