תרמו-מכאניקה וכשל חומרים

חקר ההתנהגות המכאנית ו/או התרמו מכאנית והכשל של חומרים הנדסיים סטנדרטיים (מתכות, חומרים קרמיים ופולימרים) חיוני לתעשיות האווירונאוטיקה והחלל, תעשיית הרכב, תעשיית הגרעין ועוד. בנוסף, כימות אמין של ההתנהגות של חומרים ביולוגיים, רקמות רכות (עור, כלי דם) ורקמות קשות (עצמות) חיונית לתעשייה הביומכאנית המפתחת שתלים מלאכותיים, סטנטים ואלמנטים מכאניים נוספים המתממשקים עם גוף האדם.

התנהגות מכאנית של חומר מגדירה את הקשר בין שינוי הצורה והנפח (דפורמציה) שהחומר עובר לכוחות הפנימיים (מאמצים) הקיימים בחומר. ההתנהגות התרמו-מכאנית של חומר מגדירה קשר זה בין דפורמציה למאמצים תחת תנאי טמפרטורה משתנים. בעיות אלו סבוכות מכיוון ששדה הטמפרטורה ושדה הדפורמציה מצומדים זה לזה.

כשל של חומרים מוגדר כחוסר יכולת של החומר להמשיך לעמוד במאמצים הקיימים בו (על ידי מנגנון של סידוק, קריעה או קריסה).

המרכז לחקר תרמו-מכאני וכשל בחומרים הוקם על מנת לחקור את ההתנהגות המכאנית והתרמו-מכאנית של חומרים הנדסיים וביולוגיים עד וכולל כשל של החומר. המרכז משתמש בכלים נומריים מתקדמים (שיטות אלמנט סופי מסדר נמוך וסדר גבוה) וניסויים מותאמים על מנת לפתח מודלים מתמטיים אשר ניתנים ליישום בתוכנות חישוביות. בשימוש בכלים החישוביים ניתן לבצע תחזית בנוגע לדפורמציה של חומרים הנדסיים או ביולוגיים תחת תנאי העמסה וטמפרטורה שונים וגם לחקור את השדות המכאניים (שדות מאמצים, עיבורים וטמפרטורה) הנוצרים בתהליך. בנוסף נותן המרכז דגש על הקשר בין השדות המכאניים ברמת המאקרו למבנה של החומר ברמת המיקרו (גודל גרעין, וטקסטורה במתכות, וכיווניות סיבים והמיקרו מבנה השכבתי בחומרים ביולוגיים).

מרכז המחקר הוקם בשנת 2018 ומנוהל ע"י החוקרים ד"ר אלעד פריאל וד"ר ניר טרבלסי.