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
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
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
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 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 - 06. 01. 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