Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine - UMaine Advanced Structures and Composites Center

Logo organizace od roku 2012

The Centrum pokročilých struktur a kompozitů je nezávislá výzkumná jednotka v University of Maine která poskytuje výzkum, vzdělávání a ekonomický rozvoj zahrnující materiálové vědy, výrobu a strojírenství kompozity a struktury.

Alfond W2 Ocean Engineering Lab
The Alfond W2 Ocean Engineering Lab v UMaine Composites Center je jedinečné zařízení vybavené vysoce výkonným rotujícím větrným strojem přes vlnovou pánev. Zařízení může simulovat podmínky větru a vln s návratovou periodou více než 1000 let, což představuje některé z nejhorších možných bouří kdekoli na Zemi v měřítku 1:50.[1]

Centrum bylo založeno v roce 1996 s podporou Národní vědecká nadace Dr. Habib Dagher, P.E. Centrum ročně zaměstnává 180, včetně 140 vysokoškolských a postgraduálních studentů z různých akademických prostředí.[2]

Středisko se nachází v 100 000 stop2, Zkušební laboratoř ISO 17025 akreditovaná Mezinárodní akreditační službou.[3]

V roce 2014 bylo centrum označeno jako „Oblast výzkumu podpisu“ University of Maine.[4]

Centrum získalo národní i mezinárodní uznání pro významné výzkumné a vývojové projekty, jako je VolturnUS 1: 8, první plovoucí pobřežní větrná turbína s připojením k síti v USA a první na světě vyrobená z betonu a kompozitních materiálů, technologie nafukovacích kompozitních oblouků „Bridge-in-a-Backpack“ nyní schválená v Kód AASHTO, první systém modulární balistické ochrany (MBPS) schválený americkou armádou k ochraně vojáků ve stanech před vysokými a balistickými hrozbami, vývoj technologie povrchového dřeva pro dřevěné budovy odolné proti výbuchu a hurikánu a nejdelší kompozitní loď z uhlíkových vláken postavená pro Americké námořnictvo.

Dr. Habib Dagher, P.E.

Fotografie Dr. Habib Dagher
Habib Joseph Dagher je zakládajícím výkonným ředitelem UMaine Advanced Structures and Composites Center.

Habib Dagher je zakládajícím výkonným ředitelem Centra pokročilých struktur a kompozitů na univerzitě v Maine. Dr. Dagher je zastáncem vývoje pokročilých strukturálních systémů, které současně optimalizují struktury, materiály a konstrukci.

Dagher je držitelem 25 amerických a mezinárodních patentů s 8 nevyřízenými patenty,[5] a získal řadu ocenění, včetně roku 2015 Bílý dům Přepravní šampión změny, oceněný za vývoj technologie systému složených obloukových mostů; profesor roku v Carnegie Foundation; Cena Distinguished Maine Professor Award, nejvyšší ocenění udělené členovi fakulty na UMaine; a Americká společnost stavebních inženýrů Cena Charles Pankow Innovation Award.

Dagher získal titul Ph.D. v oboru pozemního stavitelství na University of Wisconsin-Madison, jakož i dva magisterské tituly v oboru pozemního stavitelství a inženýrské mechaniky a v roce 1985 nastoupil na fakultu University of Maine.

Projekty výzkumu a vývoje

Technologie plovoucího betonu VolturnUS vyvinutá v UMaine, patentovaná, může podporovat větrné turbíny ve vodních hloubkách 45 metrů a více a má potenciál výrazně snížit náklady na větrnou energii na moři.

VolturnUS 1: 8

V létě 2013 centrum nasadilo první pobřežní větrnou turbínu připojenou k síti ve Spojených státech[6] a jediná plovoucí turbína s betonovým trupem na světě. Patentováno[7][8] Technologie VolturnUS je vyvrcholením společného výzkumu a vývoje prováděného pod vedením University of Maine Konsorcium DeepCwind. VolturnUS 1: 8 je prototyp plovoucí turbíny vysoký 65 stop; 1: 8. měřítko konstrukce rotoru o průměru 6 megawattů (MW) a průměru 425 stop. Financování tohoto výzkumu poskytla Americké ministerstvo energetiky, Národní vědecká nadace, a další.

Maine Aqua Ventus, I, GP, LLC, realizuje demonstrační projekt o výkonu 12 MW u pobřeží ostrova Monhegan, ME, pomocí technologie plovoucí platformy VolturnUS.[9]

DeepCLiDAR

DeepCLiDAR je pokročilá metokeanská bóje vybavená LIDAREM, vytvořená s finančními prostředky od Americké ministerstvo energetiky a Maine Technology Institute. DeepCLiDAR lze použít ve vzdálených mořských prostředích k zajištění vysoce kvalitních, nízkonákladových údajů o větrných zdrojích na moři, monitorování metoceanů a možností ekologické charakterizace. Vyvinuto ve spolupráci s Dr. Nealem Pettigrewem z UMaine Physical Oceanography Group, AWS Truepower a NRG Renewable Systems.

Most Perkins Bridge v Belfastu, ME byl instalován v roce 2010 společností Advanced Infrastructure Technologies. Tento složený obloukový most má rozpětí 48,0 'tvořenou 16 složenými oblouky.

Kompozitní systém obloukových mostů

Kompozitní obloukový mostní systém, běžně známý jako most v batohu, je lehký systém odolný proti korozi pro mostní konstrukce s krátkým až středním rozpětím, který používá kompozitní obloukové trubky, které působí jako výztuž a bednění pro beton na místě.[10] Inovativní kompozitní mostní systém centra je Americká asociace státních dálničních a přepravních úředníků schváleno, snižuje stavební náklady, prodlužuje životnost konstrukce až na 100 let a je ekologičtější alternativou k betonovým a ocelovým konstrukcím. Advanced Infrastructure Technologies je soukromá společnost s licencí od University of Maine k výrobě těchto mostů.

V lednu 2017 společnost Advanced Infrastructure Technologies podepsala dohodu o distribuci a marketingu pro Severní Ameriku se společností Terre Armee Group / Reinforced Earth Company, jejímž cílem je rozšířit přijetí technologie systému složených obloukových mostů.[11]

Nejdelší kompozitní most na světě

Dlouhodobá životnost mostů je hlavním problémem dopravních oddělení po celé zemi. V reakci na tento problém UMaine Composites Center ověřilo hybridní kompozitní paprsek navržený společností HC Bridge Company, LLC, který byl vyroben společností Harbour Technologies v Brunswicku ve státě Maine. Hybridní kompozitní nosník vyrobený z polymeru vyztuženého vlákny je lehký, odolný proti korozi a dostatečně pevný, aby ho bylo možné použít při stavbě mostů. Knickerbockerův most přes řeku Back River v Boothbay, ME, je nejdelší složený most na světě, dlouhý 540 stop a široký 32 stop. Most byl uveden do provozu v roce 2011.

MAKO

Centrum UMaine Composites Center, navržené ve spolupráci s Hodgdon Defence Composites a Maine Marine Manufacturing, provedlo testování na speciálním operačním člunu s plně kompozitním trupem, který nahradil plavidlo z hliníkového trupu, které v současné době používá US Navy Seals. Tento prototyp dlouhý 83 stop, odolný proti nárazu, je výsledkem výzkumného a vývojového projektu ve výši 15 milionů dolarů, jehož výsledkem byl první celokompozitní trup amerického námořnictva.

Zabezpečený hybridní složený přepravní kontejner

Financováno Ministerstvo vnitřní bezpečnosti, centrum kompozitů UMaine vyvinulo patent[12] přepravní kontejner, který zmírňuje bezpečnostní rizika spojená s námořním nákladem. Georgia Tech Research Institute navrhl bezpečnostní systém pro kontejner, který obsahuje zabudované senzory pro detekci vniknutí, senzory otevírání dveří pro monitorování přístupu do kontejneru a komunikační systém schopný hlásit stav zabezpečení odkudkoli na světě. Tato technologie je nyní v polních testech směřujících ke komercializaci.

Modulární systém balistické ochrany (MBPS)

MBPS, vyvinutý ve spolupráci s Centrum americké armády Natick Soldier RD&E, poskytuje vojákům zvýšenou balistickou ochranu v poli. Patent čeká na vyřízení[13] MBPS je rychle postavitelný, znovu nasazitelný a lehký systém balistické ochrany. MBPS poskytuje balistickou ochranu personálu a vybavení v expedičních základnách, kde požadavky na mobilitu a rychlé nasazení brání okamžitému použití těžkých systémů, jako jsou pytle s pískem a betonové bariéry. MBPS nevyžaduje žádné nástroje k vyzbrojení standardního stanu o rozměrech 20 stop x 32 stop a může být nasazen za méně než 30 minut 4 vojáky.

Struktury odolné proti výbuchu

Ve spolupráci s americkým armádním sborem inženýrů ERDC vyvinulo UMaine Composites Center konstrukce odolné proti výbuchu s potaženými dřevěnými rámovými prvky, panely a podsestavami.[14] Tyto materiály odolné proti otryskání jsou ekonomicky potaženy, aby se zvýšila tažnost stavebního materiálu a schopnost rozptylovat energii. Kromě vynikající odolnosti proti otryskávání patří mezi výhody těchto struktur: hospodárnost nákladů, snadná montáž, trvanlivost prostředí, rychlé nasazení, vysoké poměry pevnosti a hmotnosti a ochrana před absorpcí vlhkosti, termity, mravenci a biodegradací.

Středisko Advanced Engineered Wood Composites (AEWC)

V roce 1996 bylo centrum otevřeno jako Advanced Engineered Wood Composites Center. V roce 2012 organizace formálně prošla změnou názvu, jak ji schválila Správní rada systému University of Maine do centra pokročilých struktur a kompozitů. Tato změna názvu byla odrazem výzkumných ohnisek rozšířených nad rámec dřevěných kompozitů, aby zahrnovala další oblasti, jako jsou: oceánská energie, obranné a letecké kompozity, civilní infrastruktura a nanokompozity.[15]

Pozoruhodné ceny

2000 - 2015

13. října 2015 byl Dr. Habib Dagher, zakládající ředitel Centra pro pokročilé struktury a kompozity University of Maine, uznán jako „Šampion změny v dopravě v Bílém domě 2015.[16]„Dr. Dagher je hlavním vynálezcem systému složených obloukových mostů.

Americká společnost stavebních inženýrů Cena Pankow za inovaci, udělená Centru pokročilých struktur a kompozitů za vývoj mostu v batohu, 31. března 2011.[17]

Americká asociace výrobců kompozitů „Cena za nejkreativnější produkt v kategorii Bridge-in-a-Backpack ™ od Advanced Advanced Structures and Composites Center, únor 2010.[18]

Americká asociace výrobců kompozitů, nejkreativnější produkt pro tryskové panely Advanced Structures and Composites Center, 16. ledna 2009.[19]

Americká asociace výrobců kompozitů (ACMA) Cena People's Choice Award za vystavení nejvyššího stupně designu, inovací, kreativity a nejlepšího využití kompozitních materiálů na Modular Ballistic Protection System. 15. října 2007.[20]

Americká asociace výrobců kompozitů (ACMA) ocenění Best of Show, oceněné jako nejvyšší ocenění v oboru kompozitů, za nejlepší produkt roku, Modular Ballistic Protection System. 15. října 2007.[21]

Reference

  1. ^ „Alfond W2 Ocean Engineering Lab“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů. University of Maine. Citováno 2016-07-06.
  2. ^ "Kdo jsme". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine.
  3. ^ „ISO 17025 akreditace“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů. University of Maine. Citováno 2016-07-06.
  4. ^ „Provost jmenuje podpis a vznikající oblasti excelence ve výzkumu a vzdělávání“. UMaine News. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  5. ^ „Patentové portfolio“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. Citováno 6. července 2016.
  6. ^ Dagher, Viselli (2015). „Modelový test plovoucí větrné turbíny v měřítku 1: 8 na moři v zálivu Maine“ (PDF). Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 137.4.
  7. ^ Dagher, Habib J .; Viselli, Anthony M .; Goupee, Andrew J. (29. srpna 2013), Plovoucí hybridní kompozitní platforma větrných turbín a věžový systém, vyvoláno 2016-07-06
  8. ^ Dagher, Habib J .; Viselli, Anthony M .; Goupee, Andrew J. (12. září 2013), Plovoucí platforma větrných turbín a způsob montáže, vyvoláno 2016-07-06
  9. ^ „Floating Offshore Wind In Maine - Advanced Structures & Composites Center - University of Maine“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů. Citováno 2017-02-21.
  10. ^ Dagher, Habib J .; Landis, Eric N .; Chiti, Imad W. El (7. října 2014), Rychle nasazitelný lehký oblouk odolný proti zatížení, vyvoláno 2016-07-06
  11. ^ „Spinoff společnost Bridge-In-A-Backpack podepsala severoamerickou marketingovou a distribuční smlouvu s mezinárodní stavební a inženýrskou firmou Terre Armee Internationale - Advanced Structures & Composites Center - University of Maine“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů. 2017-01-19. Citováno 2017-02-21.
  12. ^ Dagher, Habib J .; Cassidy, Eric D .; Viselli, Anthony M. (21. října 2014), Kompozitní svařitelný panel s vestavěnými zařízeními, vyvoláno 2016-07-06
  13. ^ Dagher, Habib J .; Melrose, Paul T .; Rodič, Laurent R .; Nader, Jacques W. (25. listopadu 2010), Kompozitní panel pro vysokou a balistickou ochranu, vyvoláno 2016-07-06
  14. ^ Dagher, Habib J .; Cassidy, Eric D .; Rodič, Laurent R .; Dumais, Anthony J .; Nagy, Edwin N .; O'Neil, Robert T .; Nye, Richard F. (3. prosince 2013), Systém pro zmírnění výbuchů a balistickou ochranu a jeho součásti, vyvoláno 2016-07-06
  15. ^ "Kdo jsme". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  16. ^ „eyond Traffic: inovátoři v dopravě“. Bílý dům Spojených států. Champions of Change. Říjen 2015. Citováno 6. července 2016.
  17. ^ "Ceny a vyznamenání". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  18. ^ "Ceny a vyznamenání". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  19. ^ "Ceny a vyznamenání". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  20. ^ "Ceny a vyznamenání". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.
  21. ^ "Ceny a vyznamenání". Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 6. července 2016.