Projekti

M-era.net projekti

Nosaukums: Putots ģeopolimērs, kas izgatavots ar 3D printēšanas metodi, būvniecības tehnoloģijas pielietojumiem (3D-FOAM)

Projekta īstenošanas periods: 01.06.2022. – 31.05.2025.

Atslēgas vārdi: ģeopolimērs, bezatkritumu tehnoloģijas, poraini materiāli, kartumizturīgi materiāli, 3D printēti būvmateriāli

Īss projekta apraksts: Galvenais izaicinājums ir izstrādāt bezatkritumu tehnoloģijas priekš 3D drukas, kur kā izejmateriālus varētu izmantot būvniecības atkritumu produktus māla ķieģeļus, gāzbetonu, novecojušu cementu u.c. Projekta mērķis ir izstrādāt uzputotus materiālus ar aditīvo ražošanas metodi – 3D drukas tehnoloģija, īpaši pievēršoties ģeopolimēra kompozītiem un hibrīdiem ģeopolimēru kompozītiem ar pielāgotām īpašībām aditīvai ražošanai, ko varētu izmantot kā izolējošu materiālu. Projekta sagaidāmais rezultāts ir jauna materiālu klase ar augstām termiskām īpašībām un tajā pašā laikā nedegoši materiāli (karstumizturīgi, termiskās barjeras). Svarīgākās sagaidāmās īpašības ir: kontrolēta poru struktūra, zems blīvums, augsta termiskā izturība, labas mehāniskās īpašības, ugunsizturīgs, labāka materiāla iestrādājamība konstrukcijā salīdzinājumā ar tradicionālajiem izolācijas materiāliem, videi draudzīgs un izmaksu efektivitāte.

Projekta sadarbības partneri: Krakovas tehniskā universitāte (Polija), Miškolcas Universitāte (Ungārija), Nacionālā Ilānas universitāte (Taivāna).

Pēcdoktorantūras pētniecības projekti

Projekta nosaukums: «Vairākmērogu nelineārā viskoelastīga un viskoplastiska materiāla modeļa implementācija galīgo elementu metodē»

Pēcdoktorants/projekta īstenotājs: Līva Pupure

Projekta zinātniskais vadītājs: Prof. Leonīds Pakrastiņš

Projekta īstenošanas periods: 01.01.2021.-30.06.2023. (30 mēneši)

Projekta finansējums: 111 504.90 EUR t. sk. ERAF finansējums 94779.16 EUR (85%), valsts budžeta finansējums 11150.49 (10%) un Rīgas Tehniskās universitātes finansējums 5 575.25 EUR (5%).

Projekta kopsavilkums:
Projekta zinātniskais mērķis ir vairākmēroga nelineāru viskoelastīga un viskoplastiska materiāla modeļa implementēšana galīgo elementu metodē (GEM). Implementētais modelis dotu iespēju attīstīties tādām nozarēm, kā piemēram biokompozīti, augstas temperatūras kompozīti, materiālu cietēšana un rukums, tādējādi radot iespēju daudz efektīvāk izmantot advancētos materiālus un samazināt ražošanas izmaksas, samazināt oglekļa izmešus un izmantot videi draudzīgākus materiālus. Projekta zinātniskais mērķis iekļaujas Viedās specializācijas stratēģijā (RIS3), kura ir izvirzīts mērķis palielināt inovācijas kapacitāti, veidot inovāciju sistēmu, kas veicina un atbalsta tehnoloģisko progresu tautsaimniecībā. RIS3 stratēģijas pamatmērķis ir ekonomiska transformācija uz augstu pievienoto vērtību, produktivitāti un efektīvāku resursu izmantošanu. Zinātnes, tehnoloģijas attīstības un inovācijas pamatnostādnēs 2014.–2020. gadam ir arī uzsvērts, ka valsts budžeta līdzekļiem īstenotās programmas un projekti ir jāfokusē prioritārajos virzienos, no kuriem viens ir “Inovatīvie un uzlabotie materiāli un viedās tehnoloģijas – daudzfunkcionālie materiāli un kompozīti”, kas tieši atbilst piedāvātā projekta zinātniskajai tēmai. Projekta galvenais mērķis ir izveidot jaunu rīku, kas palīdzētu šīs nelinearitātes raksturošanā.

Plānotie galvenie rezultāti:
Gala rezultāta tiks izstrādās komercializējams produkts ar tehniskās gatavība pakāpi 6. No projekta ietvaros iegūtajiem rezultātiem tiks izstrādātas 2 pilnas zinātniskās publikācijas, 2 konferences publikācijas, 3 konferences prezentācijas un tiks izstrādāts un iesniegts 1 Latvijas vai starptautiskais projekta pieteikums, turpinot dziļāku laika atkarīgo īpašību pētīšanu.

Atslēgas vārdi: Inženierzinātne un tehnoloģija, Mehānika, nelineārās materiāla īpašības, Galīgo Elementu modelēšana, Kompozītmateriāli

Projekta nosaukums: «Jaunu betonu un cementa kompozītu šļūdes un rukuma deformāciju eksperimentālā izpēte»

Pēcdoktorants/projekta īstenotājs: Andīna Sprince

Projekta zinātniskais vadītājs: Leonīds Pakrastiņš

Projekta īstenošanas periods: 01.05.2020 līdz 30.04.2023 (36 mēneši)

Projekta finansējums: 133,805.88 EUR t. sk. ERAF finansējums 113,734.99 EUR (85%), valsts budžeta finansējums 13,380.58 EUR (10%) un Rīgas Tehniskās universitātes finansējums 6,690.31 EUR (5%).

Projekta kopsavilkums: 

Pētniecības projekta mērķis – eksperimentālā veidā noteikt jauno betonu un cementa kompozītu (NCCC) ilglaicīgās īpašības – šļūdes deformācijas spiedes un stiepes slogojumā, un rukuma deformācijas, izmantojot jaunu deformāciju noteikšanas metodi – kvantitatīvo attēlu analizēšanas (QIA) metodi, kas būs jauna pieeja deformāciju noteikšanā.

Projektējot ēkas un inženierbūves, ir nepieciešams prognozēt būvkonstrukciju elementu darbību un iespējamo seku attīstību visā kalpošanas laikā. Ilgstošas slodzes ietekmē konstrukcijās rodas šļūdes deformācijas, kas var izsaukt būvkonstrukciju pārmērīgu izlieci, plaisāšanu, nestabilitāti, izkļaušanos, iepriekšējo sasprieguma zudumus u.c. novirzes. Kopš 20. gadsimta sākuma zinātnieki un cementa inženierkompozītu tehnologi nodarbojas ar jaunu, atšķirīgu dažāda veida konstruktīvo daudz komponenšu betona un cementa inženierkompozītu izveidi, veidojot cementa kompozītu matricas, kas ir daudz stiprākas, izturīgākas un dabu saudzējošākas, bet diemžēl ir nepietiekama informācija par šādu jaunu, betona un cementa inženierkompozītu ilglaicīgajām īpašībām, jo esošās, standartizētās šļūdes deformāciju noteikšanas metodes spiedes slogojumā ir neatbilstošas jaunizveidotajiem betona un cementa kompozītiem.

Zinātniskās problēmas risinājumam projektā tiek piedāvāts piemērot digitālo attēlu analizēšanas (QIA) metodi ilglaicīgo īpašību noteikšanai, kas līdz šim šādam mērķim nav izmantota. QIA metodes piemērošana un pielietošana vienlaikus atrisinātu arī stiepes slogojuma izraisīto mikrodeformāciju reģistrēšanu, tāpat jāmin, ka šī jaunā pieeja, iespējams, ļautu veikt arī esošo konstrukciju ilglaicīgo deformāciju monitorēšanu. Piedāvāts izmantot jaunas pārbaužu iekārtas, pielietot jaunu paraugu formu un eksperimentāli aprobēt metodi, nosakot jaunizveidoto betona un cementa inženierkompozītu ilglaicīgās īpašības stiepes un spiedes slogojumā, izmantojot jaunus šļūdes sviru stendus stiepes slogojumā un adaptētus šļūdes sviru stendus spiedes slogojumā, kā arī pielietojot jaunas formas paraugus šļūdes deformāciju noteikšanai stiepes slogojumā.

Zinātniskā mērķa sasniegšana veicinās arvien jaunu, perspektīvāku un ekoloģiskāku, betona un cementa daudz komponenšu inženierkompozītu izveidi un drošāku, racionālāku – spriegumu laukiem atbilstošāku būvkonstrukciju projektēšanu, kuru ilgstošo darbību, būs iespējams precīzāk prognozēt un novērtēt.

Pētījuma gaitā iegūtos rezultātus paredzēts prezentēt 2 starptautiskās, zinātniskās konferencēs; publicēt 2 starptautisko, zinātnisko konferenču krājumos, kas tiks indeksēti Scopus datubāzē; publicēt 2 recenzēto, zinātnisko žurnālu publikācijas, kuru citējamības rādītājs ir augstāks par nozares vidējo (IF=1.721), kas tiks indeksētas Scopus datubāzē; publicēt 2 populārzinātniskus rakstus internetā un/vai drukātos žurnālos; iesniegt vismaz 1 patenta pieteikumu; izstrādāt 1 zinātības aprakstu un rekomendācijas.

Atslēgas vārdi: jaunie betona un cementa kompozīti, šļūdes un rukuma deformācijas, ilglaicīgās īpašības.

Rezultāti:

  • Literatūras analīze par dažādu betona un cementa kompozītu ilglaicīgo īpašību noteikšanas metodēm dažādos spriegumu stāvokļos, to darbības diapazoniem, kā arī par tajās pārbaudāmajiem betona un cementa kompozītiem.
  • Padziļināts literatūras apskats, izpēte par pētniecībā pielietotajām kvantitatīvo attēlu analizēšanas (QIA) metodēm, to darbības diapazoniem, pielietojumu zinātniski pētnieciskajos nolūkos, tāpat veikts apskats un analīze par tajās pielietoto tehnisko nodrošinājumu.
  • Kompetenču pilnveides ietvaros noklausīti vairāki “BrightTALK” organizēti attālinātie semināri par dažādu foto aprīkojumu pareizu pielietošanu, tehnisko parametru pareizu uzstādīšanu, lai veiktu nepieciešamos mērījumus, kā arī iegūto attēlu – mērījumu apstrādi.
  • Īstenota zināšanu pārnese studējošajiem, sniedzot konsultācijas zinātnisko darbu izstrādē.
  • Savlaicīgi veikti pirmie eksperimentālie pētījumi. Eksperimentu rezultātā izprojektēts un izgatavots ģeopolimēru betonu sastāvs. Iebetonēti un eksperimentālajiem testiem izmantoti 20 cilindriski paraugi.

Projekta nosaukums: «Ēku nesošo konstrukciju monitorings pie ārējās vides izraisītām vibrācijām»

Pēcdoktorants/projekta īstenotājs: Līga Gaile

Projekta zinātniskais vadītājs: Jānis Šliseris

Projekta īstenošanas periods: 01.01.2020 līdz 31.12.2022 (36 mēneši)

Projekta finansējums: 133,805.88 EUR t. sk. ERAF finansējums 113,734.99 EUR (85%), valsts budžeta finansējums 13,380.58 EUR (10%) un Rīgas Tehniskās universitātes finansējums 6,690.31 EUR (5%).

Projekta kopsavilkums: 

Pētniecības projekta zinātniskais mērķis ir novērtēt vibrācijās – balstītas metodes (VBM) pielietojamību, apkārtējās vides ierosinošo svārstību iespaidā, zemu un vidēja augstuma ēku būvkonstrukciju tehniskā stāvokļa izmaiņu konstatēšanai un brīdināšanai par novirzēm no normas.

Galvenie pētniecības uzdevumi: skaitliski un eksperimentāli novērtēt stingu būvju jutīgumu pret dažādiem apkārtējās vides svārstību avotiem (transports, dzelzceļš, vējš); noskaidrot dažādu modernu mēriekārtu (piem., akselerometru) signāla pret fona troksni attiecības ietekmi uz VBM rezultātu ticamību; izpētīt parametrus, kas ir visjutīgākie pret konstruktīvajām izmaiņām un ekspluatācijas apstākļiem; ekvivalento modeļu izveide un mašīnmācīšanās algoritmu izmantošana problēmu risināšanā; veikt mērījuma iekārtu atrašanās vietu optimizāciju un mērāmo parametru nodefinēšanu, pētāmo ēku nepārtrauktai uzraudzībai; izstrādāt ieteikumus nozarei par VBM pielietošanu stingu ēku (2-12 stāvi) tehniskā stāvokļa monitoringam; veikt gadījuma izpēti.

Sagaidāmie projekta rezultāti ir 2 oriģinālas žurnāla publikācijas (citēšanas indekss sasniedz vismaz 50% no nozares vidējā citēšanas indeksa) un 2 oriģinālas konferenču publikācijas indeksētas Scopus un/vai Web of Science datubāzēs, kā arī 2 populāras zinātniskās publikācijas un ieteikumu izstrāde nozarei, VBM metodes piemērošanai zemu un vidēji augstu ēku būvkonstrukciju monitoringam.

Atslēgas vārdi: Ēku nesošās konstrukcijas, vibrācijās – balstītas metodes, tehniskā stāvokļa novērtēšana.

Rezultāti:

  • Lai attīstītu jaunas prasmes un pilnveidotu kompetenci, apgūti vairāki tiešsaistes apmācību kursi par atvērtā koda programmēšanas valodu “Python” kas ir interpretējama objektorientētā skriptu augsta līmeņa programmēšanas valoda.
  • Sensoru kalibrācijas metožu izvēle un piemērota kalibrācijas algoritma izveide atvērtā koda programmā Python, pielietojot jauniegūtās iemaņas.
  • Izveidoti statiskās un dinamiskās kalibrācijas stendi sensoriem. Veikta sākotnējo apkārtējās vides ierosināto svārstību datu eksperimentālā iegūšana divām ēkām.
  • Sensoru trokšņu mazināšanas algoritmu izpēte un “wavelet” transformācijas trokšņu mazināšanai “Python” koda izveide un testēšana ar eksperimentāli iegūtiem datiem.

Latvijas Zinātnes Padomes projekti

Nosaukums: Inovatīvu cementa kompozītmateriālu ilgtermiņa īpašības dažādos sprieguma un deformācijas apstākļos

Projekta vadītājs: Dr.sc.ing. Leonīds Pakrastiņš

Atslēgas vārdi: šļūde, inovatīvi cementa kompozīti, ilgtermiņa īpašības

Projekta mērķis: izstrādāt metodiku šļūdes deformācijas noteikšanai dažādos sprieguma stāvokļos un atbilstoši pielāgot šļūdes testēšanas stendus, mērījumu veikšanas tehnoloģiju atkarībā no paraugu formas. Mērījumi tiks veikti inovatīviem cementa kompozītiem, kuru testēšana nav iespējams veikt saskaņā ar esošajiem standartiem un testēšanas metodiku, tādā veidā tiks iegūtas ilgtermiņa īpašības šiem kompozītmateriāliem. Pamatojoties uz iegūtajiem eksperimentālajiem datiem, tiks izstrādāts jauns empīriskais prognozēšanas modelis ilgtermiņa īpašību noteikšanai.

Projekta laikā tiks iegūtas aktuālās šļūdes sprieguma vērtības dažādos sprieguma-deformācijas stāvokļos, dažādas stiprības vērtības, elastības modulis jauniem, inovatīviem cementa kompozītiem laboratorijas apstākļos, ko nav iespējams noteikt ar šobrīd spēkā esošām standartizētām metodēm un aprēķina modeļiem. Iepriekš nav noteiktas šādas īpašības šiem materiāliem. Lai noteiktu ilgtemiņa īpašības, tiks izgatavoti paraugi ar dažādu vecumu, ģeometriju un tiks pielikta slodze. Testēšana tiks veikta uz pilveidotajiem testēšanas stendiem, lai noteiktu šļūdes deformācijas dažādos sprieguma-deformācijas stāvokļos. Tiks izmantota jauna parauga ģeometrijas pieeja šļūdes deformācijas noteikšanai dažādos sprieguma-deformācijas apstākļos. Tiks izmantota jauna pieeja šļūdes deformācijas noteikšanai. Balstoties uz eksperimentālajiem rezultātiem, tiks izstrādāts jauns empīriskais prognozēšanas modelis jaunu inovatīvu cementa kompozītmateriālu ilgtermiņa īpašībām.

Par projektu vairāk var uzzināt šeit