Erik Svenning visar med modeller hur små sprickor växer

Dela
June 1, 2017, 0:00
Högskolan

​Datorstödda beräkningstekniker har redan effektiviserat stora delar av teknologi- och produktutvecklingsprocessen. Med Erik Svennings forskning fortsätter den utvecklingen. I sin doktorsavhandling använder han flerskalemodeller för att hitta små sprickor i ett material innan de växer och leder till att delar av materialet bryts loss.

Industrin är ute efter säkrare, effektivare och mer miljövänliga lösningar inom många områden. Ett sätt att uppnå detta är att analysera mikrostrukturen i det material som används för att ta fram en produkt. Därigenom går det att få bättre förståelse för vilka egenskaper materialet har. Erik Svenning har i sin avhandling "Multiscale modeling of ductile fracture in solids" studerat hur ett material beter sig vid exempelvis skärande bearbetning. Utifrån det har han skapat en modell för hur sprickbildningar uppkommer.

Min forskning handlar om flerskalemodellering av duktila brott 

Erik Svenning

​med hjälp av finita elementmetoden (FEM). Mer specifikt har jag utvecklat en metod för att modellera tillväxt hos små sprickor som är osynliga för blotta ögat. Några utvecklas till större, synliga sprickor som i sin tur riskerar att leda till att delar av materialet bryts loss. 
Den typ av material som Erik Svennings forskning inriktar sig på är framför allt metall men metoden skulle även fungera för kompositer. En avgränsning finns dock. 
Jag har valt att studera duktila material. Duktilt betyder att materialet är segt, som tuggummi ungefär, i sin struktur. Motsatsen är spröda material, som exempelvis glas.
Erik Svenning berättar också att ett användningsområde för forskningen är att optimera industriella processer. Då vill man hitta materialets svagheter för att slippa använda för mycket energi för att förädla det, till exempel vid skärande bearbetning som fräsning eller svarvning. I andra fall är säkerhet och underhåll i fokus. Järnvägsräls är ett sådant exempel. En högre förståelse för mikrostrukturen i rälsen gör det enklare att planera hur ofta den behöver underhållas för att inte spricka och orsaka en skada.
Det är inte helt enkelt att förstå vad som händer i mikrostrukturen och Erik Svenning berättar att han har stött på flera utmaningar i sin forskning.
Som alltid när man försöker skapa en datoriserad modell av verkligheten gäller det att förstå vad det är man egentligen gör. I forskning får man ofta göra ett urval som sedan ligger till grund för de analyser man gör. I mitt fall måste jag göra ett utsnitt av en modell och studera just den biten. Om utsnittet inte representerar mikrostrukturen på ett bra sätt blir resultaten missvisande.
En annan utmaning är att bestämma en gräns för vad som är en obetydlig spricka och när den övergår till att bli allvarlig. Det finns nämligen många små sprickämnen. Vilka är det som fortsätter spricka och får betydelse?
Det är matematik som ligger till grund för Erik Svennings forskningsresultat. Matematik kan användas på olika sätt. 
Jag är intresserad av hur numeriska modeller kan användas för att förstå och förbättra industriella processer. Då omvandlas matematiken till något verkligt. Den förståelse som numeriska modeller ger, gör det möjligt att hitta säkrare, effektivare och mer miljövänliga lösningar på konkreta problem.
Den 9 juni kl 10.00 försvarar Erik Svenning sin avhandling. Efter det ska han presentera sina resultat på den vetenskapliga konferensen CFRAC 2017 i Frankrike. Sedan övergår schemat i en härlig sommar och föräldraledighet innan nya utmaningar väntar.
Aktuell med: Presenterar sin avhandling med titeln ”Multiscale modeling of ductile fracture in solids” 
Bakgrund: Civilingenjör i maskinteknik från Chalmers och har läst masterprogrammet Tillämpad mekanik.
Bor i: Radhus i Rävlanda
Familj: Fru och två barn
Intressen: Umgås med familj och vänner. Fixa med huset, trädgården och bilen.
Erik Svennings forskning har finansierats av Vetenskapsrådet i projektet ”Flerskalig modellering av duktilt brott”. Martin Fagerström och Fredrik Larsson har varit hans handledare. 
Vill du läsa mer om den här forskningen, rekommenderas följande vetenskapliga artikel:
Text: Nina Silow