Kedvezményezett neve:                              Dunaújvárosi Egyetem

Támogató:                                                     Innovációs és Technológiai Minisztérium, Tématerületi Kiválósági Program 2020, Nemzeti Kihívások alprogram

Projekt címe:                                                  Roncsolásmentes folyamatkövetés                        

Projekt azonosító száma:                            2020-4.1.1-TKP2020

Szerződött támogatás összege:                500 000 000 ft

Támogatás mértéke:                                    100%

Projekt tartalmának bemutatása:             A Dunaújvárosi Egyetem a roncsolásmentes technológiai és károsodási folyamatkövető eljárások kutatása terén három szakterületen is rendelkezik – több mint egy évtizedes kutatási és fejlesztési – eredményekkel:

• a fémes szerkezeti anyagok hajlítása, szakítása közben fellépő deformációk kísérleti úton történő követése;
• a pásztázó roncsolásmentes technikák terén, elsősorban az ultrahanggal végzett vizsgálatokban;
• a mágneses technikák ipari alkalmazásának kutatásában, beleértve a mágneses terekkel gerjesztett, elsősorban akusztikus Barkhausen típusú válaszokkal történő lemez-vizsgálatokat, a részben szárazcsatolású gerjesztésekkel végzett vizsgálatokat, legutóbb pedig a mágneses anyagok fémüvegekkel való helyettesítésének vizsgálatát.

Mindhárom területen értünk el kutatási eredményeket; egyes területeken (pl. a pásztázó akusztikus mikroszkóp) az alkalmazott kutatások eredményeképpen kialakult mérőrendszerek fejlesztése is megkezdődött.

A pásztázó akusztikus mikroszkóp (SAM) fejlesztésének területén mind a publikációink száma, mind a rendszerfejlesztésünk jelentősnek mondható. Nemcsak az elvi alapokat sikerült tisztáznunk, de több, működő laboratóriumi rendszert is létrehoztunk. Sőt, rendszerfejlesztéseink során már egy ipari megbízást is sikerrel abszolváltunk a TKP2019 során. Ezért reális célkitűzésnek tartjuk, hogy a TKP2020 végére egy szolgáltatások végzésére képes, de mindenképpen kiállításon bemutatható SAM-et hozzunk létre. Ez utóbbi jelentős informatikai fejlesztéseket is szükségessé tesz. A korábbi hagyományos ultrahangos területeken túllépve, a módszert és rendszert keményforrasztások és ragasztások tesztelésére is be kívánjuk vezetni.

A fémes szerkezeti anyagok szakítása és hajlítása közben kialakuló és tovább fejlődő alakváltozási állapot kísérleti követése ígéretes kutatási terület. A Dunaújvárosi Egyetemen működő Gleeble 3800-as termomechanikus szimulátor, az általunk hozzákapcsolt kamerarendszer, valamint az annak adatait feldolgozó, saját fejlesztésű képfeldolgozó szoftver tette lehetővé, hogy a szakító- és a hajlítókísérletek során pontosan kövessük a mintadarabok alakváltozási állapotát – a próbatestek teljes tönkremeneteléig –, oly módon, hogy rendszerrel a próbatestek felületére felvitt rácselemek pontjainak a mérés során bekövetkező elmozdulását követjük. Ezeket az eredményeket használjuk fel az ELKH EK szakembereinek támogatásával, végeselemes programok segítésével, a szerkezeti anyagok viselkedésének pontosabb leírására. Az eredmények a jövőben alapját képezhetik számos új, innovatív biztonsági elemzési eljárásnak.

Évek óta használjuk a mágneses gerjesztéssel indukált akusztikus emissziós jelenségeket az anyagstruktúrák, anyaghibák érzékelésére és lokalizálására fémanyagokban. Eredetileg ezeket a zajokat akusztikus emissziós érzékelőkkel detektáltuk, majd rátértünk a Barkhausen zajok, ezen belül is elsősorban az akusztikus Barkhausen zajok elemzésére. Tanulmányozzuk mágneses elven működő, elektromágneses akusztikus távadóra (EMAT) alapozott ultrahangos roncsolásmentes módszer bevezetését és használatát. A fejlesztés során vizsgáljuk, mennyiben jelent javulást ultrahang mikrofonok alkalmazása a detektálási folyamatban.

A mágneses vizsgálatok területéhez tartozik amorf állapotú vas alapú magok felhasználása elektromotorokhoz és/vagy transzformátorokhoz. A kutatás célja az elektromotorokban és transzformátorokban felhasznált anyagok fejlesztési lehetőségeinek feltárása, ezáltal azok elektromos hatásfokának javítása. A jelenleg alkalmazott elektromotorok összhatásfoka eléri, több esetben meg is haladja a 90%-ot, azaz a villamos hálózatból betáplált villamos energia mintegy 90%-a alakul át mechanikai munkává. A korszerű anyagok és gyártási technológiák alkalmazásával a működés során keletkező veszteségek tovább csökkenthetők.

Az ipari gyakorlatban mind a transzformátorok, mind az elektromotorok felhasználása során egyre gyakoribb követelmény a növelt működési frekvencia. Ez azonban új anyagok alkalmazását teszi szükségessé, ugyanis a frekvencia növekedését a jelenleg alkalmazott kristályos szerkezetű vasmagok nem képesek követni, permeabilitásuk lecsökken, koercitív erejük (az átmágnesezéshez szükséges térerősség) megnő, ami a működés során teljesítményvesztést és hatásfokcsökkenést eredményez.

Új típusú, amorf szerkezetű vasalapú magokkal a jelenleg alkalmazott Fe-Si lemezek hátrányos tulajdonságai kiküszöbölhetők. Irodalmi eredmények szerint amorf szerkezetű lágymágneses anyagok felhasználásával a villamos gépek hatásfoka növelhető, a villamos teljesítménysűrűség fokozható.

Kutatásunk során vizsgáljuk a vasalapú amorf szerkezetű lemezek vasmagként történő alkalmazhatóságát, a hatásfok javulását. Az említett mágneses tulajdonság vizsgálatok szinergiában vannak ezzel, mivel jól hasznosítjuk megszerzett tudásunkat az anyagvizsgálatokban. Állításainkat amorf magok alkalmazásával megépített elektromotoron és transzformátoron, illetve hagyományos FeSi lágymágneses acél magokból megépített elektromotorokon végzett összehasonlító mérésekkel kívánjuk igazolni.

• Projekt kezdete, és befejezési dátuma:  2020. december 1. napjától 2022. november 30. napjáig