Numerikus modellezés és szimuláció az anyagtudományban és az anyagtechnológiákban = Numerical Modelling and Simulation in material Sciences and Materials Processing Technologies

Végeselemes modellezéssel elemeztük a technológiai folyamatok során lejátszódó anyagszerkezeti, mechanikai és termikus folyamatok együttes hatását. Matematikai modellt dolgoztunk ki egyedi és átlapolódó nyomvonalak alkalmazásával a hőeloszlás végeselemes modellezésére lézeres felületedzés és felületátolvasztás esetére, a hőhatás okozta anyagszerkezeti változások, a keménység- és feszültség-eloszlás meghatározására. Folyamatos hűtésű C-görbék alkalmazásán alapuló számítógépes hőkezelés technológiai tervezőrendszert dolgoztunk ki, acélok edzési, megeresztési, normalizálási és lágyítási technológiáinak elemzésére, műveleti utasítások készítésére, termokémiai eljárások és a betétedzés technológiájának tervezésére. Numerikus modellezési eljárást fejlesztettünk ki sajtolóhegesztési eljárások optimalizálására. Vékonylemezek ponthegesztett kötéseinek optimalizálása témakörben PhD doktori értekezés készült. Számítógépes tanácsadó rendszert dolgoztunk ki különféle hegesztési eljárások technológiai paramétereinek meghatározására, a hegesztés előírt dokumentumainak számítógépes elkészítésére. Lemezalakító eljárások numerikus modellezésével elemeztük a technológiai és szerszámparaméterek hatását. A húzóbordás mélyhúzás numerikus modellezése témakörben PhD doktori értekezés készült. Sorozatszerszámban végezhető lemezalakító eljárások technológiai és szerszámtervezésére alkalmas rendszert dolgoztunk ki általános rendeltetésű CAD rendszerre építve. | The complex structural, mechanical and thermal effects in various technological processes were analysed using FEM. Mathematical model has been elaborated for single and overlapped tracks to determine the temperature distribution, phase transformations, hardness and stress distribution during laser surface hardening and surface melting. Based on the CCT-diagrams, a computer aided technological design program was elaborated for heat-treatment processes, suitable to analyse hardening, case hardening, tempering, normalising and annealing of structural and tool steels, and to design various thermo-chemical heat-treatment processes. Numerical modelling procedure has been elaborated for optimising pressure welding processes. For optimisation of spot-welding processes of thin sheets PhD Thesis was defended. Computer Aided Expert System was elaborated to design various welding processes determining the decisive technological parameters, and preparing the necessary welding specifications (WPS). Applying numerical modelling, the effect of technological and die parameters on various sheet metal forming processes were analysed with particular emphasis on forming of car body panels with deep-drawing. A PhD Thesis was defended on the investigation of deep-drawing processes applying drawbeads. Based on the Unigraphics CAD system, a computer aided technological and die-design system for sheet metal forming processes performed in progressive dies has been elaborated

Az anyagtudomány és a mechanika szerepe az anyagok és szerkezetek élettartam növelésében = Role of material science and mechanics in lifetime extension of materials and components

A kutatómunka során kifejlesztett, pontosított rúdmodell esetén meghatározásra került a Pasternak-féle ágyazás rugómerevségét. A rúdmodell a középsíkban repedéssel ellátott kompozit rudak rugóállandójára ad pontosított képletet. A különféle korrekciók vagy a próbatest vastagság menti, vagy annak csúsztató rugalmassági moduluszától függnek. A Pasternak-féle rugók esetén a merevség inkább a vastagság menti modulusszal hozható kapcsolatba. A rugók merevségét kombinált végeselem-analitikus módszerrel lett kiszámolva. Az un. DCB próbatestre egy olyan végeselem modellt lett szerkesztve, amelyben a csúsztató rugalmassági modulusz értékét végtelenhez tart. Ily módon kiküszöbölhető azok a hatások, amelyek a csúsztató rugalmassági modulusszal kapcsolatosak Ezután az analitikus modell eredményét egy konstans paraméter beállításával a végeselem modell eredményéhez lett igazítva. A számítást kis és nagy hajlító rugalmassági moduluszú, szén- és üvegszál erősítésű kompozit anyagokra is el lett végezve. Az említett konstans paraméter választott értéke minden esetben nagyon jól illeszkedett a végeselem eredményeihez. A Pasternak-féle rugók merevségének ismeretében a globális módszert még pontosabbá lett. A módszer előnye, hogy pontos és viszonylag egyszerű. | Using the previously developed refined beam model the stiffnes of the Pasternak foundation was determined. The beam model provides an improved compliance expression for delaminated composite beams. The different corrections of the compliance and the strain energy release rate depend on the shear and transverse modulus of the material. It was shown that the Pasternak foundation can be related to the transverse modulus. The stiffness of the Pasternak foundation was determined by a combined analytical-finite element method. This was carried out by using a special DCB specimen of which shear modulus tended to infinity. This way those effetcs, which are related to the shear modulus can be eliminated. Then the value of a constant parameter was chosen in order to reach the best agreement with the finite element model. The computation was performed even for high and low modulus glass and carbon fiber reinforced materials and it was found that the chosen value of the constant satisfies all the cases studied. Using the Pasternak foundation stiffness the global mode decomposition method was improved. The advantages of the method are that it is accurate and easy to apply

Béta-amiloid peptidek aggregációja és kölcsönhatása fehérjékkel; új neuroprotektív vegyületek alkalmazása az Alzheimer-kór megelőzésére = Beta-amyloid aggregation and interaction with proteins; novel neuroprotective compounds for prevention of Alzheimer's disease

Új, standardizálható módszert dolgoztunk ki toxikus �béta-amiloid (Abéta) 1-42 peptid oligomerek előállítására, a preparált oligomereket fiziko-kémiai módszerekkel jellemeztük. Két új neuroprotektív peptidmimetikum vegyületcsaládot találtunk, ezek az anyagok megvédik a neuronokat az Alzheimer-kór (AK) állatmodelljében az Abéta neurotoxikus hatásától. Mindkét vegyületcsoportot szabadalmilag védjük, mint az AK potenciális gyógyszerjelölt vegyületeit. Új ex vivo módszert dolgoztunk ki az Abéta peptidek toxicitásának mérésére (patkány hippocampus szelet, MTT-teszt), a módszer alkalmas az új neuroprotektív vegyületeink aktivitásmérésére is. Az ex vivo hippocampus szeleteket sikerrel alkalmaztuk a neuronális plaszticitás (LTP) mérésére, az Abéta-toxicitás meghatározására, multielektród array (MEA) technikával. In vivo, egysejt-elvezetéses elektrofiziológiai mérésekkel bizonyítottuk az új peptidmimetikumaink neuroprotektív hatását. Proteomikai módszerekkel azonosítottuk az Abéta peptidekkel kölcsönhatásba lépő fehérjéket, ezek elsősorban plazmamembrán, ill. intraneuronális fehérjék (mitokondrium, endoplazmás reticulum, mikrotubuláris rendszer). Az intraneuronális fehérjék és az Abéta peptidek kölcsönhatásai kulcsszerepet játszhatnak az AK patogenezisében. Igazoltuk, hogy a Zn2+ ionok toxikus Abéta-aggregátumok képződését indukálják. Az AK transzgén állatmodelljén bizonyítottuk, hogy a Zn-kelátorok (pl. Perindopril) neuroprotektív hatásúak. Új AK-állatmodellt dolgoztunk ki az Abéta oligomerek icv bevitelével. | A new method was introduced for the preparation of toxic beta-amyloid (Abeta) 1-42 oligomers, these assemblies were characterized with physicochemical methods. Two families of novel neuroprotective peptidomimetics were found, these substances protect neurons against the toxic effect of Abeta in tg mouse models of Alzheimer’s disease (AD). Both groups of the novel substances will be patented as putative drug candidates for AD treatment. A new ex vivo method was introduced for toxicity measurement of Abeta peptides (rat hippocampal slices, MTT-assay); this method proved to be suitable for activity measurement of the novel neuroprotective substances. Hippocampal slices were successfully used for measurement of neuronal plasticity (LTP) for demonstrating neurotoxicity of Abeta aggregates, applying multielectrode array (MEA) technique. The neuroprotective effect of our novel peptidomimetics was demonstrated also in vivo, using one-cell electrophysiology. Proteomic methods were used for identification of proteins interacting with Abeta peptides; these are mainly plasma membrane and intraneuronal (mitochondrial, endoplasmatic reticular and microtubular) proteins. Interaction of intracellular proteins with Abeta may play key role in AD pathogenesis. The role of Zn2+ ions in formation of toxic Abeta-aggregates was demonstrated. Zn2+-chelators (e.g. Perindopril) were neuroprotective in a tg-mouse model of AD. A new AD rat model was introduced using icv administration of synthetic Abeta oligomers