View Project

Norwegian AI Directory

CASA Centre for Advanced Structural Analysis


Description:

Beretninger om beskyttelse Se for deg et hårstrå. Deretter, prøv å forestille deg noe som er så tynt som en tusendel av det hårstrået. Så små er de minste byggeklossene i aluminium og stål, som er blant favorittmaterialene til ingeniører og arkitekter i bil- og byggeindustrien. De minste byggeklossene er startpunktet, men økt sikkerhet er målet med alt vi gjør i SFI CASA. Det krever inngående kunnskap om hvordan materialer og konstruksjoner oppfører seg under ekstreme belastninger som kollisjoner, skudd og eksplosjoner. Skulle det verst tenkelige skje, skal du være best mulig beskyttet enten du befinner deg i bilen din, i et bygg, på en oljerigg eller i en romkapsel. Svikt starter på mikronivå Mange forbinder SFI CASA med voldsomme krasjtester, heftige eksplosjonsforsøk og prosjektiler avfyrt mot glass, stål og betong. Vi utvikler datamodeller som brukes til å simulere hvordan en bygningskropp eller en bil oppfører seg under slike ekstreme påkjenninger. Djevelen sitter som kjent i detaljene. Ødeleggelsene starter alltid i mikrostrukturene når materialer går i stykker og byggverk svikter. For at simuleringene skal bli så nøyaktige som mulig, må vi også forstå hvordan atomer og elektroner flytter på seg og samhandler under press. Derfor inkluderte CASA forskning på mikronivå da senteret startet i 2015. Modeller overført med hell Mens fysikerne og materialteknologene i Lower-Scale programmet gikk ned på ufattelige detaljnivå i aluminium og stål, gikk Karoline Osnes løs på glass. I doktorgraden sin undersøkte hun effekten av eksplosjoner. Hennes numeriske modell beskriver oppførselen til glass under ekstrem belastning, som kollisjoner eller velt. Modellen tas i bruk når BMW designer sine biler. Partnerne fra internasjonal bilindustri har fulgt senteret tett og deltatt aktivt i samarbeid med forskerne. Overføringen av teknologi både på glass, metaller og plaster, har vært særdeles vellykket. Modellene brukes daglig i bilfabrikantenes egne design- og produksjonsprosesser. Beskyttelse versus brukbarhet Partnere som jobber med fysisk sikkerhet i bygg følger også nøye med. Beskyttelse veies alltid opp mot brukbarhet, som i det nye Regjeringskvartalet der store fasader vil bestå av glass. Sammen med Forsvarsbygg har vi utviklet og kvalitetssikret en materialmodell som gjør at de kan kjøre simuleringer av prosjektiler som trenger gjennom betong. I tillegg til enkeltmaterialer, modellerer vi oppførselen i sammenføyningene mellom disse materialene. For bilindustrien er dette en stor utfordring. Nye biler er som store tredimensjonale puslespill av små og store deler i forskjellige materialer. Noe sveiset, noe limt og noe skjøtet sammen med selvgjengende skruer og nagler. Da Matthias Reil tok doktorgrad i 2019, hadde han utviklet en effektiv og pålitelig måte å modellere hvordan hybride forbindelser mellom aluminium og stål oppfører seg i en krasjsimulering. To av de største simuleringsprogrammene i verden, LS-DYNA og PAMCRASH, tar inn stadig flere av modellene CASA utvikler. Det betyr at senteret bidrar til å forbedre verktøy som brukes av industri over hele verden. Begeistrer både fageksperter og industri Midtveisevalueringen av SFI III i 2019, konkluderte med at SFI CASA er "et fremragende kompetansesenter, som kan vise til mange eksempler på beste praksis både i sin forskning, forskerutdanning, organisering og samarbeid med industrien". CASA-teknologien er generisk og kan derfor brukes på ulike områder. Hydro bruker den til å finne ideelle aluminiumslegeringer for ulike kunder. Modellene gjør det mulig å endre kjemisk sammensetning og behandling helt ned på nano-nivå. Equinor har spart over 150 millioner kroner på ett enkelt rørledningsprosjekt. Forsøk og simuleringer fra CASA viste at den termiske beskyttelsen rundt rørledninger også kan brukes til å beskytte dem mot støtlaster. Forskningen førte til at selskapet trygt kunne legge en kortere og dermed mye billigere- trasé enn planlagt. Bidrag til grønt skifte CASA´s virtuelle laboratorium (VL) for testing av aluminium er snart komplett. Det jobbes også med et tilsvarende for stål. VL blir et kraftfullt verktøy som kan få ned tidsbruken i én enkelt produksjonsprosess fra 2 måneder til 24 timer. Industri som tar modellene i bruk sparer tid og penger, samtidig som de oppnår sikrere løsninger. Når forskningen vår bidrar til mer bruk av aluminium i bil, krymper vekten og dermed behovet for drivstoff. I en elbil vil kjørelengden kunne økes ved mer bruk av aluminium. Slik går utslippene ned. Prøvekrasj på PC erstatter fysisk testing. Det gir mindre avfall og økt bidrag til det grønne skiftet. Knoppskudd og kunnskap Enodo AS er en knoppskyting fra CASA. Selskapet sprang ut av Forskningsrådets FORNY 2020 program, og har tre ansatte. De har spesialisert seg på simulering av deformasjon, svikt og brudd i aluminium og stål. Enodo har store internasjonale kunder, og deltar for tiden i et innovasjonsprosjekt med Equinor og Baker Hughes.


Project leader: Magnus Langseth

Started: 2015

Ends: 2023

Category: Universiteter

Sector: UoH-sektor

Budget: 95999633

Institution: NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET NTNU

Address: