Systemau a Strwythurau Cynaliadwy

Canfod ac atal difrod mewn deunyddiau a strwythurau ym maes peirianneg fodurol a pheirianneg gweithgynhyrchu ac awyrofod.

Gan ymgymryd ag ymchwil sylfaenol mewn triboleg, y gwyddorau materol a monitro iechyd strwythurol, mae’r grŵp Systemau a Strwythurau Cynaliadwy (SSS) yn creu atebion peirianyddol a all fynd i'r afael â heriau byd-eang.

Trosolwg

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf cafwyd cryn nifer o ofynion byd-eang sy’n datblygu systemau a strwythurau cynaliadwy gyda'r nod o leihau'r defnydd o adnoddau naturiol y blaned. Gall ymchwil ar gynaliadwyedd gael effaith sylweddol ar fyd diwydiant a chymdeithas yn sgil datblygu atebion ar y cyd i heriau sy'n digwydd yn y byd go iawn.

Mae grŵp SSS yn ymgymryd ag ymchwil sylfaenol yn ogystal ag ymchwil at ddibenion diwydiannol mewn ystod o ddisgyblaethau gan gynnwys beirianneg awyrofodol, modurol, sifil, gweithgynhyrchu a pheirianneg feddygol. Mae ymchwil yn y grŵp yn canolbwyntio ar ddylunio, dilysu, dadansoddi ac arolygu ystod eang o systemau a strwythurau er mwyn sicrhau dull cynaliadwy o weithio.

Mae gennym chwe phrif aelod a mwy na phedwar aelod cyswllt o bob disgyblaeth yn yr Ysgol Peirianneg. Yn sgil ein hystod eang o arbenigedd, gallwn ddefnyddio ein gwaith mewn sawl maes ymchwil sy’n cael cryn effaith. Ymhlith rhai o’r rhain y mae:

Triboleg
Modelu Uwch ac Optimeiddio
Monitro Iechyd Strwythurol a Chanfod Difrod
Deunyddiau ac Ailgylchu Uwch

Ymchwil

Ein nod yw darparu strwythurau a systemau cynaliadwy gan fodelu, monitro a phrofi deunyddiau a darparu atebion drwy bartneriaethau diwydiannol ar y cyd. Mae gan y grŵp brofiad helaeth ym maes proffilometreg, dadansoddi rhifiadol, monitro allyriadau acwstig, modelu ac optimeiddio elfennau cyfyngedig ar y cyd â labordai helaeth. Ymhlith y cyfleusterau hyn y mae gweithgynhyrchu cyfansawdd, profion strwythurol, cyfleusterau rig profi geriau a berynnau ac ystod eang o offer dadansoddol.

Ymhlith ein meysydd ymchwil cyfredol y mae:

Triboleg

Un o brif nodau ymchwil y grŵp yw cynyddu'r ddealltwriaeth o ffenomena microbyllu, erydu a threulio yn sgil lludded geriau. Hefyd, ar y raddfa nano, mae ymchwil ar broblemau cyffwrdd ac adlyniad yn cael ei gynorthwyo gan gynrychioliadau cyn-ffractal o geometreg arwynebau.

Modelu Uwch ac Optimeiddio

Nod y grŵp yw datblygu dulliau modelu ac optimeiddio systemau a strwythurau newydd er mwyn sicrhau perfformiad uchel.

Monitro Iechyd Strwythurol a Chanfod Difrod

Mae mecanweithiau difrod mwy cymhleth a ffactorau diogelwch is, ar y cyd â systemau Monitro Iechyd Strwythurol (SHM) yn dod yn hollbwysig i sicrhau uniondeb strwythurau ysgafn. Mae allyriadau acwstig, acwsteg glywadwy a thonnau dan arweiniad yn cael eu defnyddio i ganfod a dod o hyd i ddifrod mewn strwythurau metelig a chyfansawdd. Mae gennym hanes sefydledig o weithio ym maes strwythurau mawr i roi atebion diwydiannol.

Deunyddiau ac Ailgylchu Uwch

Mae'r grŵp yn ymateb i'r pwyslais diweddar ar ddylunio a datblygu deunyddiau newydd. Rydyn ni wedi ymchwilio i'r defnydd o Nanodiwbiau Carbon (CNT) a Graffen ym maes technegau trwytho resin ffibr carbon ar gyfer cydrannau awyrofodol. Gall defnyddio deunyddiau o'r fath arwain at gynnydd mewn perfformiad dargludedd mecanyddol, thermol a thrydanol. Ymhlith y meysydd allweddol lle y gellir defnyddio’r rhain y mae’r sectorau awyrofodol a thyrbinau gwynt. Yn ogystal, mae'r grŵp yn ymchwilio i ailgylchu a phrosesu deunyddiau plastig, sef un o lygryddion mwyaf y byd.

Prosiectau

Mae'r prosiectau rydym yn gweithio arnynt ar hyn o bryd yn cwmpasu nifer fawr o sectorau peirianneg gan gynnwys sector awyrofod, trafnidiaeth, peirianneg feddygol, gweithgynhyrchu a chynhyrchu ynni. Mae’r tîm yn canolbwyntio ar ymchwil drosi er mwyn amlhau’r effaith economaidd a chymdeithasol i’r eithaf. Ymhlith y ffynonellau cyllid y mae EPSRC, yr UE, Innovate UK, a'r Weinyddiaeth Amddiffyn. Rydym hefyd yn cael cyllid uniongyrchol gan fyd diwydiant.

Ymhlith y prosiectau cyfredol y mae:

Datblygu systemau SHM awtonomaidd diwifr sy’n seiliedig ar allyriadau acwstig at ddibenion cymwysiadau awyrofod – Airbus, BAe Systems, TWI, HW Communications Limited.
Datblygu systemau rheoli pŵer at ddibenion cymwysiadau cynaeafu ynni – Microsemi ac Airbus.
Optimeiddio lleoliad synwyryddion mewn strwythurau cymhleth - Airbus.
Creu offer i nodi dechrau difrod mewn peirianwaith cylchdroi gan ddefnyddio allyriadau acwstig – Mistras Group UK.
Canfod a lleoli difrod mewn cydrannau milwrol cyfansawdd – Y Weinyddiaeth Amddiffyn, Microsemi, Morgan Composites.
Datblygu deunyddiau cyfansawdd sydd wedi'u trwytho â nanodiwbiau carbon a graffîn at ddibenion cymwysiadau awyrofod – Haydale Ltd.
Astudiaethau arbrofol o fecanweithiau methiant iro elastohydrodeinamig (EHL), garwedd a gorchuddion arwynebau.
Astudiaethau sy’n seiliedig ar ddadansoddiadau rhifiadol o broblemau triboleg sylfaenol a chymhwysol.
Mecaneg sylfaenol cyffyrddiadau ym maes cyffyrddiadau tribolegol ar raddfa ficro a nano.

Mae ymchwil barhaus yn ymchwilio i dechnolegau synwyryddion wedi'u mewnosod at ddibenion deunyddiau cyfansawdd/laminadau, canfod a lleoli difrod mewn llafnau tyrbinau gwynt, adnabod traul yn y corff dynol gan ddefnyddio allyriadau acwstig a monitro prosesau rheoli megis drilio cyfansawdd a gweithgynhyrchu adiol.