Parempaa tarkkuutta amorfisten muovin mekaanisen käyttäytymisen mallinnukseen
Väitöstyössään Sami Holopainen on tutkinut erilaisia laskennallisia materiaalimalleja, joita käytetään amorfisten muovien mekaanisen käyttäytymisen kuvaamiseen. Tuloksia voidaan hyödyntää tutkimus- ja tuotekehityksessä sekä käytännön suunnittelutyössä.Amorfiset muovit ovat teollisesti valmistettuja, öljypohjaisia ja uudelleen muovattavia kestomuoveja. Niitä käytetään yleisesti sähkötarviketeollisuudessa ja elintarviketeollisuuden pakkausmateriaaleissa. Amorfisten muovien tekniset ominaisuudet, kuten lujuus, kemiallinen kestävyys ja keveys sekä tuotannon tehokkuus ja muoviraaka-aineiden edullisuus ovat syitä niiden käytön huomattavaan lisääntymiseen viimeisten vuosikymmenien aikana. Erilaiset käyttökohteet ja valmistusprosessit ovat asettaneet haasteita myös muovien lujuustekniseen suunnitteluun.
Väitöstyössään Sami Holopainen on tutkinut erilaisia laskennallisia materiaalimalleja, joita käytetään amorfisten muovien mekaanisen käyttäytymisen kuvaamiseen. Mallien avulla voidaan simuloida pitkäkestoisia ja usein kalliita materiaalitestejä sekä erilaisia käyttötilanteita nopeasti ja kustannustehokkaasti. Tuloksia voidaan hyödyntää tutkimus- ja tuotekehityksessä sekä käytännön suunnittelutyössä.
–Vaikka nykyiset mallit ovat tarkkoja monotonisissa ja lyhytkestoisissa kuormitustilanteissa, ne eivät kykene riittävän tarkasti kuvaamaan amorfisten muovien pitkäkestoista mekaanista käyttäytymistä vaihtuvissa kuormitusolosuhteissa, Holopainen toteaa.
Väitöskirjassaan Holopainen keskittyi mikromekaniikka- ja polymeeriverkkopohjaisiin laskentamalleihin. Hän kehitti olemassa olevien, yleisesti kaupallisissakin laskentaohjelmissa käytettyjen mallien pohjalta niin kutsutun laajennetun nauhamallin, joka kykenee kuvaamaan tarkasti myös amorfisten muovien pitkäkestoista käyttäytymistä erilaisissa kuormitustilanteissa.
Mallin avulla on mahdollista simuloida amorfisista muoveista valmistettujen tuotteiden mekaanista käyttäytymistä hyödyntämällä yksinkertaisista puristus- ja vetokokeista saatuja materiaaliparametrejä. Aiempaa tarkempien tulosten avulla materiaalitarve ja esimerkiksi tuotteen muoto kyetään määrittämään käyttöolosuhteita vastaavasti.
Väitöstilaisuus perjantaina 1.2.
Tekniikan lisensiaatti Sami Holopaisen teknisen suunnittelun alaan kuuluva väitöskirja Modeling of Mechanical Behavior of Amorphous Glassy Polymers (”Amorfisten muovien mekaanisen käyttäytymisen mallintaminen”) tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) teknisten tieteiden tiedekunnassa perjantaina 1.2.2013 kello 12 alkaen Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere).
Vastaväittäjänä toimii professori Ozgen Colac (Yildiz Technical University). Tilaisuutta valvoo professori Reijo Kouhia TTY:n teknisen suunnittelun laitokselta.
Sami Holopainen on kotoisin Tuusniemeltä ja työskentelee tutkijana TTY:n teknisen suunnittelun laitoksella.
Lisätietoja: Sami Holopainen, puh. 040 849 0555, sami.holopainen@tut.fi