| Tematikos pavadinimas |
Galimi moksliniai vadovai |
Finansavimo šaltinis |
|
Bioaktyvaus kompozito kūrimas, tyrimai ir taikymas biomechanikoje
|
prof. habil. dr. Arvydas PALEVIČIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Kuriant šiuolaikinius biojutiklius yra svarbu sukurti bioaktyvų kompozitą ir jo aktyvias savybes panaudoti tokiuose mikromechaniniuose įtaisuose kuriuose sukuriamos nano/mikro erdvės į kurias pozicionuojamos diagnostinę funkciją atliekančios biodalelės. Todėl aktualu nano/mikrometriniame lygyje sukurti mikromechanines sistemas su nano/mikro erdvėmis kurios gali būti panaudotos kuriant nano/mikro biodalelių gaudyklas bei saugyklas ir šiuo pagrindu veikiančius biojutiklius. Pagrindinė projekto idėja apima įrenginių ir technologijų kūrimą, kurios sąlygotų šiuolaikinių biojutiklių paremtų vienos molekulės (single molecule) principu tolimesnį vystymą. Tai bus įgyvendinama sintetinant bioaktyvų nanokompozitą, įvertinant jo mechanines, elektrines, hidrofobines ir dinamines savybes bei kuriant nano/mikroerdvių bei mikrostruktūrų pjezoelektriniame nanokompozite formavimo technologiją.
|
|
Aplinką tausojančių pjezokompozitų kūrimas ir taikymas sensorinių ir elektrogeneracinių konstrukcijų adityvioje gamyboje
|
vyr.m.d. dr. Rolanas DAUKŠEVIČIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Daugiafunkcių konstrukcijų ir įrenginių adityvioji gamyba (AG) panaudojant aplinką tausojančias pjezoelektrines nanokompozitines medžiagas (pjezokompozitus) yra perspektyvi tyrimų kryptis, kuri priklauso aukštųjų technologijų sričiai įvardijamai kaip „4D spausdinimas“. AG yra viena iš pamatinių Pramonė 4.0 technologijų, todėl jos pritaikymas įvairių sumanių medžiagų spausdinimui yra labai aktualus uždavinys. Vienas svarbiausių siekių yra tradicinę kietą, trapią ir švino turinčią pjezokeramiką pakeisti nekenksmingais ar mažiau kenksmingais lanksčiais ir patvariais pjezokompozitais. Jų 3D spausdinimui tikslinga taikyti universalų ir ekonomiškai patrauklų lydžios masės formavimo metodą (angl. FDM/FFF). Valdomų savybių termoplastinio bešvinio pjezokompozito vielos (pvz. polimerinės-keraminės) gamybos technologijos įsisavinimas atvertų plačias galimybes spausdinti aplinkai ir sveikatai saugesnes daugiafunkces tamprias konstrukcijas, kurios deformavimo metu galėtų registruoti mechaninę apkrovą ir/arba gaminti elektros energiją. Tokios sensorinės ir elektrogeneracinės konstrukcijos gali būti taikomos kuriant naujos kartos bio-medicinos/mechatronikos ir minkštosios robotikos įrenginius, išsiskiriančius savimonitoringo ir energinio autonomiškumo galimybėmis. 3D spausdinamų bešvinių pjezokompozitų tyrimai pasaulyje yra ankstyvoje stadijoje ir todėl pasižymi didelėmis praktinio pritaikymo perspektyvomis. Ši tyrimų tematika atliepia Lietuvos sumaniosios specializacijos kryptį „Nauji gamybos procesai, medžiagos ir technologijos“. Daugiau informacijos teirautis tematikos vadovo.
|
|
Aukštos kokybės erdvinių kompozicinių 3D spausdintų struktūrų kūrimas ir tyrimas
|
doc. dr. Marius RIMAŠAUSKAS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Kompozicinių struktūrų panaudojimo sritys jau dabar apima mediciną, aviaciją, atsinaujinančios energijos gamybos technologijas, gynybos pramonę ir kitas sritis. Akivaizdu, kad kompozicinių medžiagų panaudojimas plėsis šiose ir kitose srityse ir tai gali būti matoma iš tendencijų pastebimų moksle ir pramonėje. Adityvios gamybos technologijos tuo tarpu leidžia gaminti labai sudėtingos geometrinės formos gaminius, sumažinti atliekų kiekį, sutrumpinti patį gaminio gamybos ciklą. Inovatyvių gaminių, 3D spausdinimas naudojant kompozicines medžiagas tampa vis svarbesnis globalioje gamybos aplinkoje. Tobulinamos jau egzistuojančios ir kuriamos naujos technologijos, labai greitai plečiasi naujų medžiagų pasiūla, tačiau čia susiduriama su daug iššūkių, kurie reikalauja nuoseklių mokslinių tyrimų. Bet kurios naujos medžiagos įvedimas ir pritaikymas adityviai gamybai reikalauja daug eksperimentų. Tuo tarpu prieš pradedant naudoti kompozicines medžiagas susiduriama su problemomis kurios atsiranda dėl medžiagų sąveikos ir iš to sekančių pasekmių. Siūloma tematika yra skirta tokių iššūkių sprendimui. Studijų metu bus kuriama adityvios gamybos technologija konstrukcinių erdvinių struktūrų 3D spausdinimui naudojant termoplastines medžiagas ir armuojančius ištisinius pluoštus. Tyrimų metu bus siekiama nustatyti gamybos parametrų įtaką mechaninėms konstrukcijų savybėms. Sukurta gamybos technologija leis gaminti aukštos kokybės, optimalios masės ir stiprio konstrukcijas.
|
|
Elektrai laidžių pluoštinių polimerinių kompozitų, turinčių savidiagnostikos funkciją, kūrimas
|
doc. dr. Daiva ZELENIAKIENĖ |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Pažangių transporto, aviacijos, vėjo turbinų ir kitų konstrukcijų gamyba iš pluoštinių polimerinių kompozitų nuolat auga dėl šių medžiagų lengvumo ir puikių mechaninių savybių. Šios konstrukcijos eksploatacijos metu patiria didžiules ciklines ir smūgines apkrovas, dėl kurių, laikui bėgant, gali atsirasti pažeidimai, pavyzdžiui, polimerinės matricos įtrūkimai, atsisluoksniavimai ar pluošto plyšimai, o tai, savo ruožtu, lemia mechaninių savybių blogėjimą. Minėti pažeidimai dažniausiai yra nematomi ir todėl labai sunku numatyti reikiamą konstrukcijos techninio aptarnavimo intensyvumą, užtikrinantį tiek ekonomiškumą, tiek katastrofinio suirimo išvengiamumą. Pažeidimų aptikimo priemonių įdiegimas gali užtikrinti žymiai efektyvesnę konstrukcijos eksploataciją. Dažnai pasitaikančios priemonės yra integruojamų jutiklių ir bekontakčių (vibracijų, bangų sklidimo) metodų pagrindu grįstos struktūrinės būsenos stebėsenos sistemos. Be daugybės privalumų, šios sistemos turi ir nemažai trūkumų, pavyzdžiui integruoti jutikliai patys veikia kaip įtempių koncentratoriai ir gali sukelti priešlaikinį irimą, o bekontakčiai metodai dažnai sunkiai pritaikomi dėl sudėtingos įrangos. Šio tyrimo tikslas yra sukurti naujus elektrai laidžius pluoštinius polimerinius kompozitus, kurie pasižymėtų puikiomis mechaninėmis savybėmis ir turėtų savidiagnostikos funkciją. Darbui keliami šie uždaviniai: hibridinio-hierarchinio kompozito struktūrinės kompozicijos optimizavimas, siekiant užtikrinti išskirtines medžiagos elektrines savybes, neprarandant gero standumo ir stiprumo; eksperimentinė-skaitinė optimizuotos struktūros kompozito kompleksinio irimo proceso analizė, esant ilgalaikėms ciklinėms ir smūginėms apkrovoms; koreliacijos tarp pažeidimų vystymosi ir elektrinių parametrų modeliavimas; struktūrinės būklės stebėsenos metodų, pagrįstų koreliacija tarp pažeidimų vystymosi ir elektrinių parametrų, sukūrimas ir validavimas.
|
| Ortodontinio danties judesio biomechaninės sistemos kūrimas, tyrimas ir taikymas |
prof. dr. Rimvydas GAIDYS |
valstybės nefinansuojama |
| Heksapodo roboto kūrimas, dinamikos analizė it taikymas |
prof. dr. Rimvydas GAIDYS |
valstybės nefinansuojama |
|
Peties sąnario treniruoklio kūrimas
|
prof. dr. Egidijus DRAGAŠIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Siūlomos tematikos idėja: suprojektuoti valdomą peties sąnario treniruoklį, kurį būtų galima valdyti paties žmogaus raumenų signalu. Tikslas: Sukurti intelektualų MR treniruoklį, kuris naudotų paviršinius elektromiografinius signalus peties sąnario judesių modeliams įvertinti ir suteiktų galimybę treniruotis izokinetiniu režimu. Idėjos tyrimo srityje naujumas ir originalumas yra tas, kad siūlomas sprendimas sukurti ir išbandyti peties sąnario treniruoklį, kuris būtų patogus vartotojui, lengvai adaptyviai valdomas naudojant elektromiografijos (EMG) modelį. EMG yra diagnostinė procedūra, kuria siekiama įvertinti nervų, raumenų ir juos valdančių nervinių ląstelių (motorinių neuronų) būklę. EMG bus naudojamas įvertinti raumenų elektrinį aktyvumą ant odos paviršiaus, kai raumenys yra atsipalaidavę, ir kai jie įtempiami skirtingu intensyvumu. Aptikus judėjimą iš apdoroto EMG signalo, bus sugeneruotas valdymo signalas, kuris bus perduotas vykdantiems treniruoklio komponentams, kad būtų galima atlikti atitinkamą treniruoklio judesį kartu su peties sąnario judesiu. Planuojamas sukurti savarankiškas mokymasis - pagrįstas dirbtinio intelekto metodais, kai algoritmas, veikia EMG sekimo principu. Šis algoritmas parinks optimaliausius individualizuotus treniruočių režimus kiekvienam treniruoklio vartotojui. Dabartinė tyrimų būklė. Įrodyta, kad EMG signalai gali būti naudojami žmogaus sąsajoje, pavyzdžiui, protezuose ir galūnėse. Paviršiaus EMG taip pat galima išmatuoti elektrodais, pritvirtintais prie odos. Be to, kai raumenys susitraukia ir sukuria poslinkį, generuojamas EMG signalas, todėl šį poslinkį galima įvertinti pagal EMG signalą. Todėl treniruokliui valdyti bus naudojamas EMG signalas.
|
| Neinvazinio prietaiso ir metodų kūrimas gydyti plaučių hipertenziją ir kitas susijusias kvėpavimo takų ligas |
v.m.d. dr. Mantas VENSLAUSKAS |
valstybės nefinansuojama |
|
Daugiamačio judesio pjezoelektrinių pavarų kūrimas ir tyrimas
|
prof. dr. Vytautas JŪRĖNAS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Šis darbas skirtas sukurti kelių laisvumo laipsnių precizinio pozicionavimo sistemas, pagrįstas nauja koncepcija – aktyvių pjezoelektrinių kinematinių porų išvystymu. Šiose 1 ir 3 laisvės laipsnius turinčiose kinematinėse porose realizuojama daugiamačių rezonansinių pjezokeitiklių virpesių transformacija į tolydinį ar žingsninį judesį. Transformuojamų virpesių dažnis – nuo 20 kHz iki 200 kHz, amplitudė – iki 5 µm; tai įgalina pasiekti aukštą nanometrinės eilės skyrą (0,1 kamp. s) ir didelį judesio valdymo greitį. Bus sukurti ir ištirti kelių modifikacijų 2 ir 5 laisvumo laipsnių prototipai, apimantys platų valdomų dinaminių parametrų diapazoną, o taip pat pateiktos tokių pjezoelektrinių pavarų taikymo sritys . Atliekant šį darbą bus sukurta apibendrinta I ir III klasės aktyvių kinematinių porų su pjezokeitikliais teorija, atliktas matematinis modeliavimas bei detalūs eksperimentai.
|
|
Metalų ciklinio stiprumo ir ilgalaikiškumo tyrimas esant daugiaašiam apkrovimui
|
doc. dr. Ramūnas ČESNAVIČIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Aplinkai pavojingų įmonių komponentų struktūrinis vientisumas turi būti užtikrinamas normalios eksploatacijos ir pavojingomis sąlygomis. Prie pavojingų galima priskirti atomines elektrines, šilumines elektrines, cheminės pramonės įmones, naftos pramonės įmones, dujotiekius, termofikacinius tinklus ir kt. Minėtų įmonių metalinėse konstrukcijose ir vamzdynų tinkluose dėl aukštesnės temperatūros, agresyvesnės darbo aplinkos poveikio medžiagoms, gali vykti metalų degradacija ir to pasėkoje būti pažeidžiamas jų vientisumas. Kaip vienas iš pagrindinių degradacijos mechanizmų yra metalų nuovargis, dėl ko gali įvykti konstrukcijų suirimas. Eksploatacijos metu šių įmonių metalų konstrukcijų medžiagose ilgainiui atsiranda pažeidimų, kurie sukelia konstrukcijos irimą. Šie pažeidimai kaupiasi palaipsniui ir priklauso nuo medžiagos savybių, įtempių kitimo laikui bėgant dydžio, deformavimo ir aplinkos sąlygų. Pastebėta, kad 75 % mechaninių sistemų konstrukcijų suyra dėl medžiagų nuovargio. Ypač pavojingi perkrovimai, kai cikliškai kintantys įtempiai viršija medžiagos proporcingumo ribą, prasideda plastinis deformavimas, susidaro plastinės deformacijos histerezės kilpa ir medžiagos ilgalaikiškumas sumažėja iki tūkstančių arba kelių dešimčių ciklų. Daugumoje šiuolaikinių mechanizmų ir įrenginių (ypač aviacinėje ir raketinėje technikoje, įvairių tipų varikliuose, transporte ir kt. įrenginiuose), veikiant apkrovomis įtempių koncentracijos zonose staiga pasikeičiant formai pvz., pleišto grioveliuose, velenų skersmenų pasikeitimo vietose, dėl blogai parinkto užapvalinimo spindulio, suvirintuose sujungimuose, dėl įvairių suvirinimo defektų ir t.t., atsiranda tampriai plastinis deformavimas. Esant cikliniam tampriai plastiniam deformavimui po nedidelio ciklų skaičiaus (šimtų – tūkstančių) atsiranda nuovargio plyšys, kuris dažniausiai sukelia avarijas su sunkiai prognozuojamomis pasekmėmis. Daugiau informacijos teirautis tematikos vadovo.
|
|
Frikcinio suvirinimo ištisine siūle proceso tyrimas virinant skirtingas medžiagas
|
doc. dr. Ramūnas ČESNAVIČIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Viena iš šiuolaikinės metalo gaminių pramonės sričių yra metalo gaminių suvirinimas. Be seniai naudojamų tradicinių suvirinimo būdų: elektros lanko, plazminio dujų srauto, tradicinio taškinio suvirinimo ir daugelio kitų suvirinimų, vis plačiau naudojami nauji, progresyvus virinimo budai: lazerinis, frikcinis suvirinimas. Naudojantis tokiais būdais virinimas gali būti atliekamas tiksliau, našiau, gali būti virinamos medžiagos, kurias tradiciniais būdais suvirinti labai sunku ar net neįmanoma. Svarbiausias suvirinimo rodiklis – siūlės patikimumas. Siūlė turi atitikti eksploatacinius konstrukcinius reikalavimus. Jai įtakos turi metalo sudėtis, suvirinimo būdas ir režimai. Virinant įprastinėmis technologijomis geras suvirinamumas laikomas tuomet, kai gautos siūlės sujungimo stiprumas lygus pagrindinio metalo stiprumui. Frikcinis virinimas (FSW) - termomechaninis kietos būsenos sujungimo procesas, kuris veikia generuojant trinties šilumą tarp besisukančio įrankio ir medžiagos (įrankis yra kietesnis nei medžiaga). Jo metu yra sukamas cilindro ar kt. formos įrankis ir lėtai panardinamas į metalą. Tarp atsparaus dilimo įrankio paviršių ir suvirinamo metalo susidaro trintis, dėl kurios metalas tampa plastiškas, bet lydymosi temperatūros nepasiekia. Taip sukuriamas dalinis metalurginis ryšys. Daugiau informacijos teirautis tematikos vadovo.
|
|
Kompozitinių medžiagų bekontaktės pažaidų kontrolės ir stebesėnos sistemos kūrimas ir tyrimas naudojant iteratyvų atvirkštinį baigtinių elementų modelį
|
lekt. dr. Darius EIDUKYNAS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Kompozitinės medžiagos tampa vis svarbesnės modernių lengvų konstrukcijų projektavimo strategijoje ypač tokiose srityse kaip automobilių pramonė, aviacija, vėjo energetika. Tačiau kuriant pažangias kompozitines konstrukcijas svarbu yra patikimai identifikuoti ir įvertinti defektų įtaką konstrukcijos laikomajai gebai, bei sukurti konstrukcijos būklės stebėsenos metodus ir sistemas, leidžiančias užtikrinti kompozitinės konstrukcijos saugos reikalavimus esant sudėtingoms ir ilgalaikėms apkrovimo sąlygoms. Šio tyrimo tikslas yra sukurti naują, kompozitinių konstrukcijų struktūrinės būklės stebėsenos (angl. Structural Health Monitoring (SHM)) metodą apjungiantį pažangias eksperimentines ir skaičiavimo sistemas. Eksperimentinis bekontaktinis fotogrametrijos metodas bus naudojamas defekto aptikimui; kartu su baigtinių elementų metodu skirtu pažaidos identifikavimui (t. y., lokalizacijai, apibūdinimui). Ypatingas dėmesys tiek teoriniam formulavimui, tiek ir skaičiavimo metodo įgyvendinimui bus skiriamas naujajai ne lokaliai peridinamikos teorijai, kurios pagrindu atliekama sudėtinės pažeidimų mechanikos analizė. Tyrimo idėja pagrįsta siūlomo bekontakčio SHM metodo teikiamais pranašumais, t.y. pašalinus sudėtingų įterptinių jutiklių tinklų poreikį, eliminuojami pagrindiniai įterptųjų SHM jutiklių sistemų trūkumai: iš ankstinis jutiklių tvirtinimo vietų žinojimas, jutiklių sugadinimo galimybė, jutiklio bazinių matavimų jautrumas aplinkos sąlygoms, sudėtingos laidų ir duomenų rinkimo sistemos, didelės sistemos įdiegimo ir eksploatavimo išlaidos. Šiame darbe siūlomi tyrimo rezultatai ir SHM metodas gali būti tiesiogiai taikomi pažangių aeronautikos ar vėjo energetikos kompozitinių konstrukcijų būklės stebėsenai. Daugiau informacijos teirautis tematikos vadovo.
|
|
Natūraliais pluoštais armuotų polimerinių kompozitų su aukštomis mechaninėmis savybėmis kūrimas ir tyrimas.
|
doc. dr. Sigitas KILIKEVIČIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Šiuo metu ypatingai didelis dėmesys skiriamas ekologijai ir neigiamo poveikio aplinkai mažinimui, todėl viena iš prioritetinių sričių yra naujų medžiagų, kurios būtų draugiškos aplinkai ir visiškai perdirbamos, kūrimas ir tyrimas panaudojant atsinaujinančius gamtos išteklius. Darbe bus siekiama sukurti natūraliais pluoštais armuotus polimerinius kompozitus pasižyminčius aukštomis mechaninėmis savybėmis. Tam, kad sukurti tinkamą kompozito mikrostruktūrą ir užtikrinti kitus faktorius, lemiančius pageidaujamas mechanines savybes, bus kuriama mikromechaninio skaitinio modeliavimo metodika, skirta kompozito atsako į mechaninį poveikį tyrimams. Sukurto modelio kalibravimui bus atliekami eksperimentiniai tyrimai. Numatoma, kad tyrimai bus atliekami universitete planuojamų vykdyti mokslinių tyrimų projektų rėmuose.
|
|
Adaptyvios magnetoreologinės pavaros, skirtos naudoti protezuose, kūrimas
|
prof. dr. Egidijus DRAGAŠIUS |
valstybės nefinansuojama |
Tyrimų tematikos aprašas.
Siūloma tema siejasi su Universiteto mokslinių tyrimų kryptimis „Mechatroninės ir mikromechaninės sistemos“ ir „Efektyvių mechaninių technologijų kūrimas ir plėtra“. Siekiama sukurti mechatroninį įrenginį – mažų matmenų magnetoreologinę pavarą, skirtą adaptyviam rankos sukamojo judesio perdavimui ar stabdymui. Keičiant magnetoreologinį skystį kertančio magnetinio lauko stiprį, būtų keičiamas skysčio klampumas, ir, tuo pačiu, tokio pavaros funkciniai parametrai. Tokie įrenginiai gali būti naudojami įvairiuose protezuose (pvz. rankos, kojos) adaptyviam (valdomam) judesio perdavimui ir stabdymui. Taip palengvinant rankos ar kojos gijimo procesą. Planuojama sudaryti įrenginių su aktyviais skysčiais skaitinio modeliavimo metodiką, kurią naudojant būtų galima ištirti tokių įrenginių funkcines savybes. Kuriant įrenginį planuojama panaudoti pjezoaktyvias medžiagas, išnaudojant tiek tiesioginį, tiek ir atvirkštinį pjezoefektus bei magnetoreologinius skysčius. Įrenginių su magnetoreologiniais skysčiais funkcinių parametrų nustatymui, įvertinant jų savybių matavimo rezultatus, planuojama sukurti jų skaitinio modeliavimo metodiką naudojant srautų analizės programinę įrangą SolidWorks Flow Simulation bei ANSYS CFX.
|
| Lengvųjų kompozitinių konstrukcijų struktūrinės būklės stebėsena, pagrįsta eksperimentine bekontakte fotogrametrija ir modifikuotu baigtinių elementų metodu |
dr. Adi Adumitroaie |
valstybės nefinansuojama |
