profile_picture

Dr. Berezvai Szabolcs

Adjunktus

BME Műszaki Mechanikai Tanszék
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

"Mindent olyan egyszerűen kell csinálni, amennyire csak lehetséges, de semmivel sem egyszerűbben."
(Albert Einstein)

Polimerek viszkózus-rugalmas-képlékeny modellezése és szimulációja

foam Kutatási területem a polimerek, polimer habok mechanikai modellezésének és szimulációjának vizsgálata. A polimer habok speciális sejtszerkezetű anyagok, amelyeket előszeretettel alkalmaznak az iparban köszönhetően kedvező mechanikai tulajdonságaiknak (pl. csomagolástechnika, ágymatracok, sportcipők, stb...). A polimer habok mechanikai vizsgálatában már BSc tanulmányaim alatt elkezdtem foglalkozni. Eleinte a nagy deformációkat leíró hiperelasztikus anyagmodelleket vizsgáltam, majd MSc tanulmányaim során az időfüggő viszko-hiperelasztikus modellezési megközelítést kutattam. Jelenlegi doktori kutatási témám: Viszkózus-rugalmas-képlékeny mechanikai anyagmodellek fejlesztése.

A polimerek véges alakváltozások esetén egyaránt rendelkezhetnek rugalmas, képlékeny és viszkózus deformációkkal. Az ilyen jellegű mechanikai folyamatok pontos leírásához rendelkezésre álló konstitutív egyenletek száma limitált. A kereskedelmi végeselemes szoftverekbe beépített anyagmodellekkel csak elég pontatlanul lehet modellezni az ilyen jellegű folyamatokat, habár az igény az ipar részéről nagymértékű (pl: polimerek termoformázása). A jelenlegi kutatási irányzatok egyre inkább célozzák meg az összetettebb anyagmodellek előállítását és ezek numerikus implementálását. Kutatási munkám során vizsgáltam nyílt- és zártcellás polimer habok, memóriahabok, termoplasztikus mikrocellás habok, airsoft golyók bacsapódásának anyagi viselkedését és modellezési lehetőségeit.

Kulcsszavak: Konstitutív egyenletek, rugalmas-képlékeny-viszkózus deformációk, végeselemes analízis (VEM), véges alakváltozások, kontinuummechanika


Végeselemes szimulációk, technikák alkalmazása

A mi modern számítógépes infrastruktúra lehetővé teszti, hogy nagypontosságú komplex számítógépes szimulációkat alkalmazzunk a mérnöki feladatok megoldása során. Ugyanakkor a megfelelő végeselemes modell (VEM) megalkotása rendkívül összetett, kihívásokkal teli feladat, amely aktívan kutatott terület. A VEM-et érintő kutatásaim során a forgácsképződés és a hengergörgőzés numerikus modellezési lehetőségét vizsgálom az ún. társított Euler-Lagrange-féle leírással (CEL). A speciális technikák mellett a pontos VEM modell megalkotásának egyik leglényegesebb része a megfelelő anyag- és kontaktmodell megválasztása, amelyet az airsoft golyók becsapódásának, alumínium és polimer habok összenyomásának, sportlabdák ütközésének (ping-pong labda, nyomással töltött teniszlabda) valamint polimer habrétegen való emberi ülés esetén vizsgálok.

Kulcsszavak: Végeselemes szimuláció, CEL, kontakt modell, forgácsképződés, görgőzés, emberi ülés


Gyorskamerás mérések

A gyorskamerás mérések lehetőséget teremtenek arra, hogy rendkívül rövid idő alatt lejátszódó mechanikai jelenségeket figyeljünk meg. Ilyen például a szerszámgéprezgések és a forgácsképződés vizsgálata, melynek során a jellemző időlépték mikroszekundum nagyságrendbe esik. A gyorskamerás mérések azonban rendkívül alapos előkészítést igyényelnek, míg a felvételeket képfeldolgozó algoritmusok segítségével kell elemezni. A SIREN ERC projekt keretében végzett kutatásomban egy Photron FASTCAM SA5 gyorskamera (500-775,000 fps) segítségével vizsgálom a forgácsképződés mechanikai jellemzőit ezzel segítve az elméleti modellek validálását.

Kulcsszavak: Képfeldolgozás, szerszámgéprezgések, forgácsképződés


Pedagógiai módszertani kutatás

Fő kutatási tevékenységem mellett pedagógiai módszertani kutatásokban is részt veszek az egyetemi matematikaoktatás és tehetséggondozás területén, amelynek célja egy új, innovatív oktatási struktúra kidolgozása. A módszer központi eleme a tesztelésen alapuló számonkérés. A kidolgozott struktúra nemcsak a tanulási, rögzítési folyamatokat célozza meg, hanem ugyanakkor a felzárkóztatást és a tömeges tehetséggondozást is, mivel a tapasztalatok azt mutatják, hogy a felvett hallgatók tudásszintje nagyon eltérő, széles skálán mozog. Mindez kiegészül az online oktatás bevezetési lehetőségének vizsgálatával a reguláris matematikaoktatás keretében.

Kulcsszavak: tehetséggondozás, teszthatás, szakmódszertan, online oktatás


Saját kutatási programok
Időtartam Kutatási program Program címe
2021-2024 OTKA Posztroktori Kiválósági Program
National Research, Development and Innovation Office
Lágy anyag alapú mesterséges izmok konstitutív modellezése
Összeg: ~26.9 mFt

Időtartam Ösztöndíj Program címe
2021-2022 Nemzet Fiatal Tehetségeiért Ösztöndíj
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Mesterséges sejtszerkezetű anyagok tönkremenetelének mechanikai mérése, modellezése és szimulációja
2020-2021 Nemzet Fiatal Tehetségeiért Ösztöndíj
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Térfogatilag összenyomható sejtszerkezetű anyagok keresztirányú deformációinak mérése, modellezése és szimulációja
2019-2020 Nemzet Fiatal Tehetségeiért Ösztöndíj
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Gekkók tapadási mechanizmusának mechanikai modellezése és szimulációja
2018-2019 Új Nemzeti Kiválóság Program
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Viszkoplasztikus konstitutív egyenletek alkalmazhatóságának kísérleti és numerikus vizsgálata forgácsképződés esetén
2017-2018 Új Nemzeti Kiválóság Program
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Mechanikai anyagmodellek alkalmazhatóságának kísérleti és numerikus vizsgálata termoformázás esetén
2016-2017 Új Nemzeti Kiválóság Program
Emberi Erőforrások Minisztériuma
Termoplasztikus polimer habok hőformázásának mechanikai szimulációja
Részvétel kutatási programokban
Időtartam Kutatási Program Program címe Vezető kutató
2020 Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH), Élvonal Kutatói Kiválósági Program (KKP) Numerikus- és környezetszimuláció marógépek rezgéscsökkentésére szerszámél-geometria és mechanikai érintkezések optimalizálásával dr. Stépán Gábor www.siren.mm.bme.hu
2019-2020 European Research Council (ERC) Proof of Concept ProExcer: Projectile Exciter for Noiseless Environment dr. Stépán Gábor www.siren.mm.bme.hu
2018-2021 Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH), Fiatal Kutató által kezdeményezett témapályázat (FK) Gekkók által ihletett száraz ragasztók mechanikája dr. Kossa Attila www.mm.bme.hu/~kossa
2018-2019 Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH), Fiatal Kutató által kezdeményezett témapályázat (FK) Öngerjesztett rezgések megszüntetésének lehetőségei megmunkálási eljárásokban dr. Dombóvári Zoltánwww.mm.bme.hu/sci/nkfifk124361/
2014-2019 European Research Council (ERC) Advanced Grant Stability Islands: Performance Revolution in Machining dr. Stépán Gábor www.siren.mm.bme.hu
2013-2016 Országos Tudományos Kutatási Alapprogramok (OTKA) Sejtszerkezetű anyagok mechanikai modellezése dr. Kossa Attila www.mm.bme.hu/~kossa

Külföldi tanulmányutak, kurzusok
Időpont Fogadó Téma Helyszín
2021 június - december
7 hónap
University of California Santa Barbara
Materials Research Laboratory
Fogadó: prof. Robert McMeeking
Biológiailag inspirált lágy heterogén anyagok modellezése
Támogatás: Rosztoczy Foundation
Santa Barbara, CA, USA

Időpont Szervezet Program/kurzus címe Helyszín
2016. 05. 16-20. ECCOMAS & Scuola Universitaria Superiore Pavia: CeSNA, IMATI, Dipartimento di Matematica, DICAr Nonlinear computational solid and structural mechanics Pavia, Olaszország
2017. 07. 03-07. International Centre for Mechanical Sciences (CISM) Mechanics of Liquid and Solid Foams Udine, Olaszország
2017. 09. 03-04. International Centre for Numerical Methods in Engineering (CIMNE) 14th Short Course on Computational Techniques for Plasticity Barcelona, Spanyolország
2018. 05. 28 - 31. International Centre for Mechanical Sciences (CISM) Modelling and Simulation of Tribological Problems in Technology Udine, Olaszország

Szcientrometria
Adatbázis Link
Magyar Tudományos Művek Tára MTMT-adatbázis
Google Scholar Google Scholar
Scopus Scopus
ResearcherID ResearcherID
ResearchGate Research Gate
Academia.edu Academia.edu
iMechanica iMechanica

Publikációk