bourse d'études EPSRC DTP - effets de la précontrainte dans le morphing de bicouches minces: de l'ingénierie structurelle à l'impression 4d
University of Cambridge
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Les structures élancées sont des candidats naturels pour la conception de systèmes à changement de forme: elles subissent de grandes déformations lorsqu'elles sont soumises à des forces modérées. Les techniques de fabrication récentes combinent des matériaux actifs avec une conception structurelle pour créer des systèmes aux propriétés réglables dans le temps (appelées impression 4D). Les applications potentielles vont des méta-matériaux mécaniques aux capteurs ou actionneurs en robotique douce. Ce projet se concentre sur une classe de filaments de morphing générés en introduisant des pré-déformations géométriquement incompatibles dans des structures bicouches en forme de bâtonnets: filaments biologiques sujets à croissance différentielle ou systèmes d'ingénierie fabriqués en utilisant par exemple des matériaux avec différents coefficients de dilatation thermique, des polymères à mémoire de forme ou des hydrogels sujets au gonflement différentiel.
Il est difficile de prédire efficacement la réponse mécanique de telles structures. Les approches actuelles reposent soit sur des simulations numériques coûteuses en calcul, soit sur des modèles structurels classiques qui donnent des résultats inexacts en raison des fortes déformations et des non-linéarités géométriques générées dans ces structures. L'objectif de ce projet est d'établir un modèle structurel 1D précis pour les filaments de morphing précontraints, et ainsi de fournir une compréhension physique des effets non linéaires déclenchant les motifs tridimensionnels complexes observés dans ces structures minces (https: // www .nsf.gov / news / mmg / mmg disp.jsp? med id = 77573 & from =).
Le projet impliquera un mélange d'approches théoriques et numériques. Nous utiliserons des méthodes de réduction de dimension telles que les expansions asymptotiques à deux échelles, à partir de la description 3D complète, combinées à des approches numériques telles que les éléments finis pour discrétiser et résoudre des problèmes de valeurs limites 2D dans les sections transversales des filaments. Des solutions non linéaires du modèle 1D résultant seront éventuellement obtenues avec la bibliothèque open-source basée sur la géométrie différentielle pour les courbes encadrées discrètes développées au sein du groupe Structures.
Les bourses d'études EPSRC DTP sont entièrement financées (frais et entretien) pour les étudiants britanniques éligibles. Les étudiants internationaux (y compris l'UE) seront considérés pour un financement partiel (frais de scolarité et entretien à domicile) du DTP. Nous recommandons aux étudiants internationaux de suivre les instructions ci-dessous et de faire une demande d'admission au doctorat via le portail des candidats avant le 3 décembre, afin d'être proposés pour un financement du Cambridge Trust pour la différence de frais entre le domicile et l'étranger, si sélectionné.
De plus amples détails sur l'éligibilité et le financement sont disponibles à l'adresse: https://epsrc.ukri.org/skills/students/help/eligible/ https://www.postgraduate.study.cam.ac.uk/finance/fees
https://www.cambridgetrust.org/scholarships/
Les candidats doivent avoir (ou s'attendre à obtenir à la date de début) au moins un 2: 1 élevé, de préférence un diplôme de 1ère classe avec spécialisation en génie civil / génie mécanique ou physique / mathématiques appliquées.
Pour postuler à cette bourse, veuillez envoyer votre CV de deux pages, un relevé de notes et une lettre de motivation au Dr Claire Lestringant à casl4@cam.ac.uk, avec le sujet "Structures précontraintes - PhD", pour arriver au plus tard à minuit le 31 janvier 2021. Les demandes concernant le message doivent être adressées à la même adresse e-mail.
Veuillez noter que toute offre de financement sera conditionnelle à l'obtention d'une place en tant que doctorant. Les candidats devront postuler séparément pour l'admission via le portail de candidature des admissions aux cycles supérieurs de l'Université; cela peut être fait avant ou après la demande de financement. Notez qu'il y a des frais de 70 £ pour les demandes de doctorat. Le portail des candidats est accessible via: www.graduate.study.cam.ac.uk/courses/directory/egegpdpeg. Le financement est conditionnel à la soumission de cette demande avant le 31 janvier 2021.
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