Numeričko modeliranje nelinearnog odziva polimernih pjena pri vlačnom i tlačnom opterećenju

undergraduate thesis

• Title (english): Numerical modelling of the nonlinear response of polymeric foams in tensile and compressive loading
• Author: Leon Vuković
• Mentor: Darko Ivančević (mentor)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2025-02-25, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Aviation, Rocket and Space Technology; Aircraft Construction and Design

Abstract

Polimerne pjene od svojih početaka predstavljaju zanimljivu alternativu za izradu standardnih zrakoplovnih elemenata konstrukcije, zbog čega je interes za numeričko modeliranje njihovog nelinearnog odziva sve veći. Zbog toga je u okviru ovog rada u suradnji s tvrtkom Rimac Technology d.o.o. provedeno jednoosno vlačno i tlačno ispitivanje epoksidne polimerne pjene u svrhu kalibriranja crushable foam materijalnog modela. U ovom završnom radu dan je pregled dosadašnjih primjena polimernih pjena u zrakoplovnim konstrukcijama. Nadalje, dan je pregled crushable foam materijalnog modela koji je korišten za modeliranje odziva polimerne pjene korištene u ovom radu, kao i standardna kalibracija istog. Kako nije bilo mogućnosti provesti ispitivanja nužna za standardnu kalibraciju materijalnog modela, u sklopu ovog rada razmotrena je nestandardna alternativna kalibracija i potencijalna ispitivanja koja bi u tom kontekstu bila korisna. Iako je poželjno da je provedeno još jedno ispitivanje, objašnjena je i provedena alternativna kalibracija materijalnog modela uz pomoć jednoosnih ispitivanja. U radu je pripremljeno šest različitih varijacija materijalnog modela za simulaciju. Na posljetku su prikazani rezultati provedenih simulacija vlačnog i tlačnog ispitivanja s varijacijama materijalnog modela, gdje je fokus bio na stabilnosti simulacija i na rezultatima sila-pomak odziva simulacije.

Abstract (english)

Since their inception, polymer foams have presented an interesting alternative to standard aeronautical construction solutions, resulting in the increased demand for the numerical modeling of their nonlinear response. With that in mind, to calibrate the crushable foam material model, uniaxial tensile and compressive tests of an epoxy polymer foam were conducted in cooperation with Rimac Technology Ltd. In this Bachelor's thesis, the review of polymer foam use cases in aeronautical structures is given, as well as a review of the crushable foam material model, and its standard calibration. Considering the inability to conduct all of the tests necessary for the standard calibration of the material model, other tests were considered that could be of use. Although another test might be needed in the future, alternate calibration of the material model was explained and conducted using the two uniaxial tests, and six different variations of the material model were prepared. Lastly, the results of the uniaxial tensile and compressive test analyses were presented, with a focus on the simulation stability and the force-displacement results.

• Keywords: numeričko modeliranje; nelinearni odziv; polimerne pjene; Nomex; Abaqus; crushable foam
• Keywords (english): numerical modelling; nonlinear response; polymeric foams; Nomex; Abaqus; crushable foam
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:313026
• Study programme: Title: Aeronautical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka zrakoplovnog inženjerstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Embargoed access; Embargo expiration date: 2027-02-21
• Created on: 2025-02-21 17:02:34