Multi-scale analysis and design of sustainable structural composites

可持续结构复合材料的多尺度分析与设计

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2022-03214
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.04万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Durable, sustainable, and pre-fabricated materials for modular construction are the future of the building industry. In the past decade, significant advancements in digital manufacturing processes, coupled with growing concerns about the carbon footprint of cement and steel production, have driven the use of sustainable composite products made from renewable resources such as natural fibres, wood and bamboo. However, development, certification and full-scale testing of sustainable composites for structural applications are costly and time-consuming. Having predictive, computational tools that enable engineers to analyze sustainable composite structures under complex loadings will lead to safe, cost-effective, and time-effective designs for a greener industry. The aim of the proposed research is to create a multi-scale computational modelling framework for innovation in sustainable composites. This computational framework will consist of integrated multi-scale mechanistic models and enable composite manufactures to predict the failure of large sustainable composites based on their microstructural features and material lay-ups. Hence, novel multi-layered products utilizing a wide range of local resources (e.g. wood species and natural fibres) can be designed and analyzed for certification within this framework. To demonstrate the capability of the entire framework, a series of insulating shear walls with optimized microstructure and layer configuration will be designed and analyzed under structural loadings. The novelty of the proposed program lies in the multi-scale methodology used to design and optimize the composition of the next generation of greener panels. The optimized composition will allow low-cost panels to effectively resist structural, humidity, and thermal loads based on available resources. These next-generation components will be recyclable and have a lower environmental footprint compared to the conventional materials currently used in buildings. The proposed computational methodology employed to efficiently analyze the performance of multi-layered panels under cyclic structural and thermal loads is original and can be applicable to components in other key industries, such as automotive, aerospace, marine, and defense sectors. The research program will strengthen Canada's position at the forefront of green composite technology through development of high-performance sustainable composite products from renewable resources. It will provide a novel and multidisciplinary training environment for HQP in the application of digital technologies for the design, analysis, and testing of structural composites. Trainees will learn in a collaborative research environment that emphasises teamwork, innovation and training in civil, materials, and mechanical engineering. HQP will benefit both the regional and national manufacturing industry sectors that apply leading-edge technologies such as advanced manufacturing and wood composite processing.
用于模块化建筑的耐用、可持续和预制材料是建筑行业的未来。在过去的十年中,数字化制造工艺的重大进步,加上对水泥和钢铁生产碳足迹的日益关注,推动了使用可再生资源(如天然纤维,木材和竹子)制成的可持续复合材料产品。然而,用于结构应用的可持续复合材料的开发、认证和全面测试既昂贵又耗时。拥有预测性的计算工具,使工程师能够在复杂载荷下分析可持续的复合材料结构,将为绿色行业带来安全、经济、省时的设计。拟议研究的目的是为可持续复合材料的创新创建一个多尺度计算建模框架。该计算框架将由集成的多尺度力学模型组成,使复合材料制造商能够根据其微观结构特征和材料铺层预测大型可持续复合材料的失效。因此,可以在此框架内设计和分析利用各种当地资源(例如木材和天然纤维)的新型多层产品,以进行认证。为了证明整个框架的能力,将设计一系列具有优化的微观结构和层配置的保温剪力墙,并在结构荷载下进行分析。该计划的新奇在于用于设计和优化下一代绿色面板组成的多尺度方法。优化的成分将使低成本的面板能够有效地抵抗结构,湿度和热负荷的基础上可用的资源。这些下一代组件将是可回收的,与目前建筑中使用的传统材料相比,具有更低的环境足迹。所提出的计算方法用于有效地分析多层板在循环结构和热载荷下的性能,是原创的,可以适用于其他关键行业的组件,如汽车,航空航天,船舶和国防部门。该研究计划将通过开发可再生资源的高性能可持续复合材料产品,加强加拿大在绿色复合材料技术前沿的地位。它将为HQP在数字技术应用于结构复合材料的设计,分析和测试方面提供一个新颖的多学科培训环境。学员将在一个强调团队合作,创新和土木,材料和机械工程培训的协作研究环境中学习。HQP将使应用先进制造和木材复合材料加工等前沿技术的区域和国家制造业部门受益。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Malekmohammadi, Sardar其他文献

Malekmohammadi, Sardar的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Malekmohammadi, Sardar', 18)}}的其他基金

Multi-scale analysis and design of sustainable structural composites
可持续结构复合材料的多尺度分析与设计
  • 批准号:
    DGECR-2022-00018
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
Modeling the Viscoelastic Behaviour of Wood Composites
模拟木质复合材料的粘弹性行为
  • 批准号:
    410375-2011
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
Modeling the Viscoelastic Behaviour of Wood Composites
模拟木质复合材料的粘弹性行为
  • 批准号:
    410375-2011
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral
A multi-scale model for viscoelastic behaviour of wood composites
木质复合材料粘弹性行为的多尺度模型
  • 批准号:
    420343-2011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Canadian Graduate Scholarships Foreign Study Supplements
Modeling the Viscoelastic Behaviour of Wood Composites
模拟木质复合材料的粘弹性行为
  • 批准号:
    410375-2011
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Alexander Graham Bell Canada Graduate Scholarships - Doctoral

相似国自然基金

基于热量传递的传统固态发酵过程缩小(Scale-down)机理及调控
  • 批准号:
    22108101
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于Multi-Scale模型的轴流血泵瞬变流及空化机理研究
  • 批准号:
    31600794
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于异构医学影像数据的深度挖掘技术及中枢神经系统重大疾病的精准预测
  • 批准号:
    61672236
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    64.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
城镇居民亚健康状态的评价方法学及健康管理模式研究
  • 批准号:
    81172775
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    14.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
嵌段共聚物多级自组装的多尺度模拟
  • 批准号:
    20974040
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    33.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
宇宙暗成分物理研究
  • 批准号:
    10675062
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
针对Scale-Free网络的紧凑路由研究
  • 批准号:
    60673168
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
语义Web的无尺度网络模型及高性能语义搜索算法研究
  • 批准号:
    60503018
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
超声防垢阻垢机理的动态力学分析
  • 批准号:
    10574086
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    35.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
探讨复杂动力网络的同步能力和鲁棒性
  • 批准号:
    60304017
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Imaging for Multi-scale Multi-modal and Multi-disciplinary Analysis for EnGineering and Environmental Sustainability (IM3AGES)
工程和环境可持续性多尺度、多模式和多学科分析成像 (IM3AGES)
  • 批准号:
    EP/Z531133/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Research Grant
Novel Analytical and Computational Approaches for Fusion and Analysis of Multi-Level and Multi-Scale Networks Data
用于多层次和多尺度网络数据融合和分析的新分析和计算方法
  • 批准号:
    2311297
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Analysis and Control in Multi-Scale Interface Coupling between Deformable Porous Media and Lumped Hydraulic Circuits
合作研究:可变形多孔介质与集总液压回路多尺度界面耦合分析与控制
  • 批准号:
    2327640
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
从肉体到细丝的流畅性:多尺度神经影像数据的整理、表示和分析,以表征和诊断阿尔茨海默病
  • 批准号:
    10462257
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
Investigating facilitator-driven, multi-level implementation strategies in Federally Qualified Health Centers to improve provider recommendation and HPV vaccination rates among Latino/a adolescents
调查联邦合格健康中心中促进者驱动的多层次实施策略,以提高拉丁裔/非裔青少年的医疗服务提供者推荐和 HPV 疫苗接种率
  • 批准号:
    10737168
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
Diagnostic aptamer reagents to develop multi-analyte blood test for pre-clinical, mild and moderate Alzheimer's disease
诊断适体试剂用于开发针对临床前、轻度和中度阿尔茨海默病的多分析物血液检测
  • 批准号:
    10597840
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
Characterizing chemical threat agent exposures using a lung-on-a-chip platform and multi-omic analysis of common pathophysiological mechanisms
使用芯片肺平台和常见病理生理机制的多组学分析来表征化学威胁剂暴露
  • 批准号:
    10708553
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
AI models of multi-omic data integration for ming longevity core signaling pathways
长寿核心信号通路多组学数据整合的人工智能模型
  • 批准号:
    10745189
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
Biomedical engineering multi-scale ventricular diastolic function analysis to elucidate the pathogenesis of diastolic heart failure
生物医学工程多尺度心室舒张功能分析阐明舒张性心力衰竭发病机制
  • 批准号:
    23H00556
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
A multi-scale analysis of modularity and ontogenetic changes in morphology and locomotor biomechanics in the domestic dog
家犬形态和运动生物力学的模块化和个体发生变化的多尺度分析
  • 批准号:
    BB/X014819/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.04万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了