Maskinteknikk og materialteknologi

Bruddmekanikk og strukturell integritet

Modellering og testing med hensyn til utmatting av komponenter samt levetidsberegninger for konstruksjoner er fokus for forskere tilknyttet FSIG gruppen ved UiS.
Porteføljen av forskning fra våre eksperter består av en betydelig andel tidsskriftartikler og monografer; dessuten også ved redaktør ansvar og fagfellevurdering for høyt anerkjente tidsskrift. Eksperter fra gruppen har prosjektbasert samarbeid med industri, forskningsinstitutt og andre universiteter.

Forskningsresultatene er internasjonalt anerkjent av uavhengige forskere. Aktuelt nå er arbeidet med å forbedre både metodikk og modelleringsteknikker for konstruksjoner og systemer med hensyn til levetidsberegninger både for design og drift av konstruksjoner og mekaniske systemer.
FSIG-gruppen benytter moderne utstyr, som riggen for utmattingstester og dessuten avanserte eksperimentelle teknikker som transmisjons - og skanning elektronmikroskopi i forskningsarbeidet.

Materialteknologi

I forbindelse med det grønne skifte, er det de funksjonelle egenskapene som er av stor betydning. Det kan for eksempel være hvordan ulik mikrostruktur påvirker effektiviteten av solceller eller batterier. Hovedsakelig har vår aktivitet vært rettet mot metalliske konstruksjonsmaterialer for offshore bruk knyttet til hvordan ulik mikrostruktur påvirker de teknologiske egenskaper som styrke og korrosjonsegenskaper.

Printing av metalliske materialer har vært under stor utvikling i de senere årene. Denne fremstillingsmåten gir nye muligheter som industrien synes er interessante, men også nye materialteknologiske utfordringer. Materiale fremstilt ved 3D-printing har en langt mer komplisert mikrostruktur enn tilsvarende konvensjonelt fremstilt. Den kompliserte mikrostrukturen gir endrede teknologiske egenskaper, oftest uønskede. De reduserte egenskapene i forhold til metallets potensiale åpner for spennende materialteknologiske utfordringer hvor kjennskap til mikrostruktur er avgjørende for å gjøre kunnskapsbaserte endringer av legeringssammensetningen og printeparameterne. Dette er spennende materialteknologiske utfordringer å få ta del i. Potensialet er stort for bruk av 3D-printet metall, hvis de teknologiske egenskaper er tilfredsstillende. Bedriftene kan spare penger ved blant annet slippe å ha store reservelagre, dette bidrar til den grønne omstillingen ved at mindre metall må fremstilles; en liten del lages ikke ved å fjerne mye metall fra en stor kloss som tidligere. Behovet for store delelagre reduseres, da deler kan printes nær der de skal brukes, når de skal brukes. Som vi ser reduserer CO2 avtrykket ved at mindre metall må framstilles og transportbehovet reduseres ved å printe framfor tradisjonell tilvirkning.

Sveising og inspeksjon under drift

Vi forsker på:

• Sveisemodellering av sveiseskjøter (for eksempel TKY) og estimering av sveisinduserte restspenninger og forvrengninger ved bruk av spesialbaserte plug-ins og termomekanisk analyse i henholdsvis simuleringsmiljøer som ABAQUS.
• Prosedyrer for kvalifisering av sveis (WPQR) for kritisk sveis i henhold til fabrikasjonskoder som EN 15614-1, NORSOK M-101.
• Ikke-destruktiv testing (NDT) for defektvurdering av sveis ved bruk av teknikker som magnetisk partikkelinspeksjon (MPI), dye penetrant testing (DPT), ultralydtesting (UT) og phased array ultrasonic testing (PAUT).

Design og produksjon

Neste generasjons avansert produksjon krever muliggjørende teknologier som additiv produksjon, kunstig intelligens (AI), robotikk og automasjon. Nåværende forskning innen avansert produksjon ved IMBM fokuseres hovedsakelig på Additive Manufacturing (AM). Innenfor denne teknologien er forskningsaktivitetene våre delt inn i tre:

1. bruksområder for AM som fornybar og medisinsk sektor,
2. design for additiv produksjon (DfAM), inkludert modellering og simulering og
3. materialer og prosesser inkludert parametere som optimaliserer ytelsen

Neste generasjon avansert produksjon krever videre at prosessen realiserer digitalisering, miljømessig bærekraft og mer fleksibilitet for tilpasset produksjon av produkter. AM-baserte prosesser kan møte disse kravene, selv om det fortsatt er utfordringer knyttet til prosessens konkurranseevne når det gjelder økonomisk bærekraft og materialkompatibilitet. Forskerteamet innen AM-forskning ved UiS jobber med relevante regionale og nasjonale sektorer for å bringe AM-teknologien som en moden og gjennomførbar produksjonsmetode på sentrale strategiske områder.

Mer informasjon om våre forskningsaktiviteter kan finnes på: Lean 6σ Learning Academy | University of Stavanger (uis.no)

Fluiddynamikk og CFD

• Aero- og hydrodynamikk: Vi forsker blant annet på hvordan vi kan designe mer effektive rotorer for droner og mer effektive blader for vindturbiner og tidevannsturbiner (se video nederst)
• Sportsaerodynamikk: Vi samarbeider med blant annet Olympiatoppen for å utvikle detaljerte simuleringsmodeller som kan brukes til å redusere luftmotstand for bruk i idrett og annen industri
• Vindflyt i urbane strøk: Vi utvikler effektive simuleringsverktøy for å studere hvordan nye bygg påvirker vindforhold i byområder
• Flerfasestrømning: Ved hjelp av detaljerte simuleringsmodeller kan vi gi innsikt i komplekse prosesser som brønnkonstruksjon og andre prosesser i olje- og gassindustrien
• Medisinsk teknologi: Vi forsker på hvordan man kan lage pasientspesifikke modeller av blodstrømning for å effektivisere kirurgiske inngrep