KBB - Kestävä bioresiduaalibetoni (KBB)


Päärahoittaja

Rahoittajan antama koodi/diaarinumero: A73561


Päärahoittajan myöntämä tuki (€)

  • 68 967,00


Rahoitusohjelma


Hankkeen aikataulu

Hankkeen aloituspäivämäärä: 01.01.2018

Hankkeen päättymispäivämäärä: 31.12.2020


Tiivistelmä

Osatoteutus kuvaus :

Työpaketissa hyödynnetään spektrikameralla ja röntgentomografialla saatua tietoa betonista (mm. raekoosta, materiaaliparametreistä, tyhjistä alueista), jonka perusteella muodostetaan ja määritetään matemaattinen malli joka pyrkii kuvaamaan betoni rakenteen käyttäytymistä eri tilanteissa. Kehitettyä mallia validoidaan suhteessa saatuun dataan ja erillisiin puristus / kestävyys mittauksiin. Kun malli ja sen ratkaisemiseen liittyvä numeriikka on luotettavalla tasolla, voidaan aloittaa monitavoitteinen optimointi erilaisten materiaalipitoisuuksien ja käyttötarkoituksien suhteen. Käytännössä on myös mahdollista muodostaa mallia vastaan inversio-ongelma jossa identifioidaan materiaaliparametrit vaikka pienimmän neliösumman menetelmällä ja näin voidaan esimerkiksi tutkia materiaalien jakautumista betonielementin sisällä. Ajatuksena on, että hyödynnetään laskennallista alustaa joka perustuu Finite Element menetelmään (KRATOS), koska CIMNEssä on tehty tutkimusta sekä granulaarisista materiaaleista (kuinka jännitykset käyttäytyvät kun kasaa puristetaan), että partikkelipohjaisista sekä diskreetin elementin menetelmistä. Lisäksi KRATOS järjestelmään on rakennettu mahdollisuus hyödyntää rinnakkaistettua laskentaa. Käsityksen mukaan ympäristö voisi olla hyvinkin sopiva kyseisen ongelman ratkaisemiseen. Matemaattisen mallin luomisen merkitys on siinä, ettei myöhemmässä vaiheessa tarvitse enää tehdä äärimmäisen montaa konkreettista koetta, vaan erilaisia tutkimustapauksia voidaan simuloida nopeasti laskennallisia menetelmiä hyödyntäen. Työpaketin toimenpiteinä on state-of-art tilanteen hahmottaminen granulaaristen materiaalien numeerisessa simuloinnissa, erilaiset mittaukset ja datan kerääminen lähdeaineistoksi mallia varten, matemaattisen mallin luominen, benchmark tilanteiden luominen ja testaaminen, laskennallisen ratkaisijan ohjelmoiminen sekä inversio-optimointi tehtävän määrittäminen ja toteuttaminen.
Toimenpiteet :
Röntgentomografian sekä spektrikameran mittausasetelmien luominen, betonikappaleiden analyysien valmistelu (kuvantamistavat ja käytettävän resoluutioiden suunnittelu)
State-of-art tilanteen hahmottaminen granulaaristen materiaalien numeerisessa simuloinnissa.
Betonin jännitys- ja murtokäyttäytymistä kuvaavan matemaattisen mallin suunnitteleminen
Benchmark tilanteiden rakentaminen sekä testaaminen
Laskennallisen ratkaisijan toteuttaminen ohjelmoimalla sekä inversio-optimointitehtävän määrittäminen ja toteuttaminen
Spektri- ja RT-kuvien käsittelyn ja sen algoritmien suunnittelu ja sovelluskehitys
Kuvankäsittelyn soveltaminen ja huokosmuodon herkkyysanalyysi lujuusmittauksessa syntyvien jännitysten suhteen.


Vastuullinen johtaja


Päävastuullinen yksikkö


Liittyvät julkaisut


Viimeisin päivitys 2021-04-01 klo 14:05