Αυτοϊάσιμα πολυμερή υλικά: υπολογισμός μηχανικών ιδιοτήτων και αντοχής με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Ένα αυτοϊάσιμο υλικό, είναι ένα υλικό που διαθέτει την εγγενή ικανότητα να επιδιορθώνει μερικώς τις βλάβες που δημιουργούνται κατά την διάρκεια της χρήσιμης ζωής του. Οι εφαρμογές των αυτοϊάσιμων υλικών είναι ιδιαίτερα ευρείς. Στο μέλλον θα έχουν μαζική επίδραση σε όλες τις βιομηχανίες, από την βιομηχανία αυτοκινήτων ως τη βιομηχανία παραγωγής ενέργειας. Με τη χρήση των αυτοϊάσιμων υλικών, θα είναι εφικτό να παραταθεί η διάρκεια ζωής των προϊόντων, να αυξηθεί η ασφάλεια και να μειωθεί το κόστος συντήρησης. Οι κυριότερες εφαρμογές που ήδη έχουν αναπτυχθεί, είναι στη βιομηχανία αυτοκινήτων, στις κατασκευές, καθώς και στην αεροδιαστημική βιομηχανία. Επειδή τα αυτοϊάσιμα υλικά βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο ανάπτυξης, το ερευνητικό ενδιαφέρον εστιάζει κυρίως στην ανάπτυξη των υλικών παρά στις εφαρμογές τους. Η βιβλιογραφία δείχνει ότι η ασφαλής και βέλτιστη χρήση των αυτοϊάσιμων υλικών βασίζεται κυρίως σε πειραματικά δεδομένα που αφορούν την μηχανική συμπεριφορά τους. Τα δεδομένα αυτά όμως δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιπτώσεις που η κατασκευή μας είναι πολύπλοκη είτε από πλευράς γεωμετρίας είτε από πλευράς συμπεριφοράς υλικού. Είναι λοιπόν αναγκαίο να αναπτυχθεί μια μεθοδολογία για τον υπολογισμό της μηχανικής συμπεριφοράς των υλικών αυτών πριν και μετά την αυτοΐαση. Το πρώτο βήμα είναι ο θεωρητικός υπολογισμός των μηχανικών ιδιοτήτων των αυτοϊάσιμων υλικών.