Szymon Duda, doktorant Szkoły Doktorskiej PWr, w marcu 2024 roku wyjedzie na pięć miesięcy do USA. Pod okiem prof. Aliego Fatemiego, światowej sławy eksperta w dziedzinie zmęczenia i pękania materiałów inżynierskich, poprowadzi badania związane z tematyką swojego doktoratu. Wyjazd jest możliwy dzięki programowi Fulbright Junior Research Award.

O możliwość wyjazdu na grant badawczy w USA starało się 66 młodych naukowców z całej Polski. Musieli szczegółowo opisać naukowy projekt, jaki zamierzają przeprowadzić na miejscu, a potem odpowiedzieć na szereg pytań ekspertów w czasie rozmowy kwalifikacyjnej.

Ostatecznie Polsko-Amerykańska Komisja Fulbrighta wybrała 14 laureatów programu, którzy spędzą od 4 do 10 miesięcy na realizacji własnego projektu badawczego w amerykańskiej uczelni, instytucie badawczym non-profit lub organizacji pozarządowej w USA.

Wśród nich jest jeden reprezentant Politechniki Wrocławskiej. Szymon Duda, doktorant z naszej Szkoły Doktorskiej w marcu 2024 r. wyjedzie na Univeristy of Memphis.

Przez pięć miesięcy będzie tam realizował projekt powiązany ze swoim doktoratem – „Effective fatigue life assessment of composite thin-walled structures under multiaxial loading conditions” („Efektywna ocena trwałości cieńkościennych struktur kompozytowych poddanych wieloosiowemu obciążeniu”).

Autorski parametr uszkodzenia (Fatemi – Socie)

Badania będzie prowadził pod okiem prof. Aliego Fatemiego, jednego z najlepszych naukowców w zakresie wielosiowego zmęczenia materiałów inżynierskich, dziekana tamtejszego Wydziału Mechanicznego i kierownika Laboratorium zmęczenia i pękania.

Badacz jest światowym liderem w swojej dziedzinie, co potwierdzają jego artykuły naukowe o dużej liczbie cytowań (ok. 9600) i jego wysoki indeks Hirscha H= 49 (Scopus).

- Prof. Fatemi jest współautorem parametru uszkodzenia Fatemi-Socie, który jest podstawą wielu teorii szacowania wytrzymałości zmęczeniowej proponowanych w literaturze – podkreśla Szymon Duda.

Naukowiec prowadzi projekty badawcze związane z wieloosiowym zmęczeniem i pękaniem, zmienno amplitudowymi obciążeniami i efektami karbu, zmęczeniowym rozwojem pęknięć dla sposobu mieszanego i wzrostem małych pęknięć. Profesor prowadzi też badania dla materiałów polimerowych i elastomerów, a obecnie również dla materiałów wytwarzanych metodami przyrostowymi.

– Jego badania obejmują poziom podstawowy, który pomaga zrozumieć podstawowe mechanizmy uszkodzeń zmęczeniowych, a także obszar aplikacyjny ułatwiający projektowanie i przewidywanie trwałości struktur, elementów oraz konstrukcji inżynierskich – dodaje nasz doktorant.

Nowa wiedza o modelowaniu wielosiowym

Szymon Duda w Memphis zajmie się projektem, który dotyczy istotnego problemu szacowania trwałości zmęczeniowej kompozytowych konstrukcji cienkościennych.

– Materiały kompozytowe są szeroko stosowane, ale wciąż mniej zrozumiałe pod względem mechanicznym niż typowe materiały inżynierskie (np. stal) – tłumaczy. – Obecna wiedza pozwala w ograniczony sposób przewidywać ich trwałość. Ten problem wynika ze złożonego stanu naprężenia, spotęgowanego obciążeniami cyklicznymi. Zjawisko zmęczenia jest dość wszechstronne i występuje w wielu obiektach mechanicznych, takich jak samoloty, mosty, drony itp. Dlatego mój projekt ma uzupełnić wiedzę na temat wieloosiowego zachowania zmęczeniowego materiałów kompozytowych, co jest kluczowe z punktu widzenia oceny trwałości zmęczeniowej. Ta wiedza będzie miała wpływ na proces projektowania części kompozytowych oraz elementów konstrukcyjnych w celu wzmocnienia starzejących się konstrukcji.

W czasie badań doktorant skupi się na opisie procesu degradacji zmęczeniowej polimerowego materiału warstwowego wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP) poddanego działaniu sił osiowych i skręcania.

Znajomość tego procesu pozwoli mu ocenić trwałość elementu, bazując na podejściu energetycznym i obejmując znaczące czynniki wpływające na degradację zmęczeniową konstrukcji warstwowych.

Badacz opracuje nową procedurę – opartą na podejściu energetycznym –  w celu oceny trwałości z uwzględnieniem badanych parametrów.

– Ten aspekt pracy może w znaczący sposób regulować proces projektowania takich konstrukcji – dodaje naukowiec.

Szymon Duda podkreśla, że bardzo cieszy go perspektywa pracy w zespole prof. Fatemiego. Liczy na to, że dzięki ogromnemu doświadczeniu tego naukowca w zakresie aplikacyjności badań, zyska wiedzę, która pomoże i jemu wdrożyć własne rozwiązania w przemyśle. Ciekawi go także samo funkcjonowanie amerykańskiej uczelni.

–  Przygotowując się do tworzenia wniosku i później samej rozmowy kwalifikującej, przeczytałem wiele komentarzy i opinii – jedną z częściej powracających była taka, że stypendium Fulbrighta odmienia życie. Cieszę się, że będę mógł przekonać się o tym na własnej skórze – dodaje doktorant.

Szymon Duda na naszej uczelni pracuje nad doktoratem „Ocena wytrzymałości i trwałości zmęczeniowej struktur CFRP w warunkach nieproporcjonalnego wieloosiowego obciążenia”. Promotorem jego pracy jest dr hab. inż. Grzegorz Lesiuk, prof. uczelni z Wydziału Mechanicznego.

lucy