Наставно-научном већу Машинског факултета у Нишу Одлуком Наставно научног већа Машинског факултета у Нишу бр. 612-350-5/2006 од 22.05.2006. год. именовани смо за чланове Комисије за оцену подобности и научне заснованости теме докторске дисертације под називом: "Анализа котрљања пнеуматика применом метода коначних елемената" кандидата мр Николе Коруновића, дипл. маш. инж. На основу приложене документације уз пријаву дисертације, образложења теме, научних и стручних радова и увидом у целокупну документацију и делатност кандидата Комисија подноси следећи: И з в е ш т а ј 1 Биографски подаци 1.1 Лични подаци Никола Коруновић рођен је 01.04.1970. год. у Нишу, Република Србија. Сада живи у Нишу. Ожењен је и отац двоје деце. 1.2 Подаци о досадашњем образовању Основну школу завршио је у Нишу са одличним успехом и Вуковом дипломом. Математичку гиманазију "Бора Станковић" у Нишу такође је завршио са одличним успехом и Аласовом дипломом. Машински факултет у Нишу уписао је 1989. године. Све испите положио је у предвиђеном року, са просечном оценом 8,97. Дипломирао је новембра 1995. године на истом факултету, на смеру Производно машинство, на тему "Документација у оквиру техничког информационог система" из предмета Технолошки системи код професора др Миодрага Манића, са оценом 10. Последипломске студије уписао је 1996. године на Машинском факултету у Нишу, на смеру Производно машинство. Предвиђене испите положио је са просечном оценом
9,83. Магистарску тезу под насловом "Статичка анализа понашања аутомобилског пнеуматика методом коначних елемената" одбранио је децембра 2003. године, код ментора проф. др Мирослава Трајановића. Похађао је зимску школу на Техничком универзитету у Бечу (TU Wien) у трајању од две недеље, на тему "Mathematical Foundations of Computational Sciences", као и двонедељени програм у вези са маркетингом и менаџментом на Пословној школи у Манчестеру (Manchester Business School). У раду користи енглески и немачки језик. 1.3 Професионална каријера Од 1996. до 1999. године радио је Машинском факултету у Нишу, на основу стипендије за младе таленте Министарства за науку и технологију републике Србије, при чему је у оквиру Лабораторије за интелегентне производне системе био ангажован на пројектима које финансира Министарство. Од 1999. до 2004. године радио је као асистентприправник а од 2004. до данас ради као асистент на Машинском факултету у Нишу. У досадашњем раду био је ангажован на извођењу вежбања из предмета "Моделирање и оптимизација производних система", "Пројектовање производње применом рачунара", "Нумеричке машине и роботи", "Машине за обраду резањем" (раније "Машине алатке I") и "Машинска обрада". Као предавач учествовао је на многобројним курсевима за рад са различитим програмским CAD/CAE/Office пакетима, чији су корисници били домаћа предузећа, Завод за запошљавање, Војска СЦГ и др. Такође је као предавач учествовао на мини-семинарима о CAD/CAM пакетима у организацији Центра за информационе технологије Машинског факултета у Нишу. Аутор је 25. научно-стручних радова објављених у домаћим часописима или изложених на домаћим и страним научно-стручним скуповима и штампаних у одговарајућим зборницима радова. Надгледао је извођење осам дипломских радова. Учестовао је на једном FP6 пројекту финансираном од стране Европске комисије, 5 пројеката које финансира Министарство за науку и заштиту животне средине и на већем броју интерних пројеката машинског факултета у Нишу и домаће индустрије, који су набројани у наставку. 2 Научно истраживачки пројекти 2.1 Међународни пројекти 1. WEB-ENV, Development of Environmental Guidelines for the Region of Western Balkans, FP6 project, financed by European Commision. 2.2 Пројекти које кофинансира Министарство за науку републике Србије 2. "Развој метода и модела за истраживање феномена и механизама у процесима у функцији ефективности машинских система - Заједничко коришћење информација и знања у амбијенту симултаног пројектовања производа и технолошких процеса", (бр. пројекта 11М04) 3. "Рачунарски подржан развој аутомобилских пнеуматика", (бр. пројекта 0231) 4. "WebCat - Интерактивни Web каталог модела производа", (бр. пројекта 0236) 5. "Планирање, терминирање и адаптибилно управљање технолошким процесима", (бр. пројекта 6215) 6. "Линија за аутоматизовану припрему електро-контаката" (бр. пројекта 002092)
2.3 Остали репрезентативни пројекти 7. "Пројектовање, испитивање и анализа понашања аутогуме", (Машински факултет Ниш и Тигар аутогума, 1998-2000) 8. Спрегнута термо-механичка анализа вретена за израду камене вуне применом метода коначних елемената (ВУНИЗОЛ, Сурдулица, 2001) 9. Анализа процеса калибрације рударског ланца: анализа у еласто-пластичној области применом метода коначних елемената (А.М. Хидраулик, Трстеник, 2002.). 3 Магистарски рад Н.Коруновић, "Статичка анализа понашања аутомобилског пнеуматика методом коначних елемената", магистарски рад, 204 стране, Машински факултет у Нишу, Ниш, 2003. 4 Научни радови 4.1 Радови објављени на научно стручним конференцијама и часописима 4.1.1 Радови објављени у часописима 1. Н.Коруновић, М.Трајановић, М.Стојковић, "Рачунаром подржана симулација понашања статички оптерећеног пнеуматика", "Истраживања и пројектовања за привреду", 3 (10), 2005., пп 55-67 2. М.Стојковић, М.Трајановић, Н.Коруновић, "Рачунаром подржано пројектовање пнеуматика", "Истраживања и пројектовања за привреду", 3 (8), 2005., пп 19-32 3. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Манић, М.Манић, "Моделирање гуме за анализу пнеуматика применом метода коначних елемената" - "Свет полимера", часопис Друштва инжењера пластичара и гумара, вол. 7 (3) 73-108, 2004., пп 85-94 4. М.Трајановић, Н.Коруновић, М.Стојковић, "Савремени CAD системи у машинству", ЈИСА Инфо, 2/2001, пп.52-54 5. Н.Коруновић, М.Трајановић, "Моделирање гуме као материјала у програмима за анализу методом коначних елемената" - "Свет полимера", часопис Друштва инжењера пластичара и гумара, вол. 2 (2-3) 39-84, 1999., пп 43-51 6. Д.Коруновић, Н.Коруновић, Мултимедија у производним организацијама" часопис ИМК - 14, Крушевац 1996., пп. 93-100 4.1.2 Радови саопштени на међународним и националним научним скуповима и штампани у одговарајућим зборницима радова 7. N.Korunović, M.Trajanović, M.Stojković, "Static FEA and tyre design", 7. Magdeburger Maschinenbau Tagen, 11-12. 10. 2005. Otto-von-Guericke Universität Magdeburg 8. Н.Коруновић, М.Трајановић, М.Стојковић, "Статичка анализа 3D модела пнеуматика методом коначних елемената", YU Info 2005, Копаоник, 07-11.03.2005. 9. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Манић, "Могућности употребе статичке МКЕ анализе у процесу пројектовања пнеуматика", ПнеУМАтици 2004 21-22.11.2004., Београд, пп 1-15. 10. M. Stojković, M. Manić, M. Trajanović, N. Korunović, " Functional Model of the Tire Tread", Twenty-Third Annual Meeting and Conference of The Tire Society, Akron, Ohio, September 20-21, 2004.
11. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Манић, М.Манић, "Моделирање гуме за потребе анализе пнеуматика применом метода коначних елемената", 3. конгрес инжењера пластичара и гумара, 18.-21.05.2004., Нишка Бања 12. Н.Коруновић, М.Трајановић, М. Стојковић, " Могућности употребе осносиметричних МКЕ модела при пројектовању пнеуматика", YU Info 2004, Копаоник, 07-12.03.2004. 13. M. Stojković, M. Manić, M. Trajanović, N. Korunović, "Customized Tire Design Solution Based on Knowledge Embedded Template Concept", Twenty-Second Annual Meeting and Conference of The Tire Society, Akron, Ohio, September 23-24, 2003. 14. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Манић, "Модел пнеуматика за статичку анализу методом коначних елемената", ПнеУМАтици 2002 6-8.11.2002., Београд, пп 14-20 15. Н.Коруновић, М.Трајановић, " Модели аутомобилског пнеуматика за анализу методом коначних елемената", Јупитер конференција 2002, Београд, пп.2.65-2.68 16. N.Korunović, M.Trajanović, FEA Model Building for Tire Analysis, Proceedings of First National Conference on Recent Advances in Mechanical Engineering, Patras, Greece, 17th to 20th September, 2001 (ASME - Greek Section) 17. Н.Коруновић, Д.Коруновић, М.Манић, "Пројектовање језгара алата за бризгање пластике применом програма Pro/ENGINEER", YU Info 2001, Копаоник, 19-23.03.2001. 18. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Манић, Могућности одређивања напонскодеформационог стања гумених производа методом коначних елемената, - ПнеУМАтици 2000, 1-3.6.2000, Врњачка Бања, пп 60-78 19. Н.Коруновић, М.Трајановић, Д.Домазет, Генерисање габаритног модела сложених производа за удаљеног клијента, - YU Info 2000, 27-31.3.2000, Копаоник 20. М. Стојковић, М. Трајановић, Н. Коруновић, М. Цекић, Параметарско моделирање дезена газећег слоја аутомобилског пнеуматика Јупитер 99, Београд, пп 2.21-2.26 21. Н.Коруновић, М.Трајановић, "Упоредна анализа програмских пакета за пројектовање у машинству" - YUInfo '99, Копаоник, март 1999. 22. С. Цветановић., А. Васић, М.Трајановић, Н.Коруновић, "Могуће решење апликације за пријаву производа у оквиру "WebEngineering" система", YuInfo '98, 23-27.3.1998, пп 297-301 23. М.Трајановић, Д.Коцић, Н.Коруновић, "Програмска реализација инжењерских Web сервера", YuInfo '97, 1-4.4.1997., пп 251-255 24. Н.Коруновић, М.Манић, Пример повезивања CAD система и база података у оквиру ТИС, 22. Јупитер конференција, Београд 1996., пп 2.111 2.116 4.1.3 Радови саопштени на националним научним скуповима са штампаним апстрактом 25. Н.Коруновић, "Могући модели података у техничком информационом систему", СинФон - Студентски радови из области информатике и рачунарских наука, 4.- 7.11.1995. (штампан у изводу) 5 Предлог теме докторске дисертације 5.1 Назив докторске дисертације "Анализа котрљања пнеуматика применом метода коначних елемената"
5.2 Предмет докторске дисертације Закони тржишта и континуирани развој моторних возила условљавају произвођаче пнеуматика да непрекидно раде на развоју нових модела пнеуматика, који се одликују измењеном унутрашњом структуром и дезеном газећег слоја. При томе је веома тешко унапред предвидети утицај многобројних конструктивних параметара и сложених међузавизности између њих на понашање пнеуматика у вожњи. Стога квалитет појединих модела пнеуматика често зависи од бројних испитивања која се врше на физичким прототиповима пнеуматика, за која је потребно много времена и материјалних средстава. Познати светски произвођачи пнеуматика, у циљу смањења броја физичких прототипова и максимизације возних својстава пнеуматика, већ дуже време у процесу развоја користе метод коначних елемената (МКЕ). Овај метод омогућава израду рачунарских модела пнеуматика намењених симулацији његовог понашања у току експлоатације. Употреба МКЕ за симулацију понашања пнеуматика такође је предмет истраживања научних радника у многим земљама. Применом различитих метода за анализу може се симулирати понашање пнеуматика у стању мировања, при кретању константном брзином и при убрзавању и кочењу. При томе се у обзир узимају отперећења механичке природе или сложени утицаји оптерећења механичке и термичке природе. Поменута методологија у нас је проучавана од стране кандидата за израду ове дисертације и примењена у фабрици "Тигар MH" и то за случај статички оптерећеног пнеуматика, тј. пнеуматика који се налази у стању мировања. Успостављањем корелација између понашања статички оптерећеног пнеуматика и котрљајућег пнеуматика, могуће је успешно предвидети утицај промене појединих конструктивних параметара на његово понашање у вожњи. За познати тип пнеуматика креирани су МКЕ модели и над њима вршена нелинеарна анализа применом МКЕ. Методологија је подразумевала описивање кинематике деформације помоћу Лагранжове (материјалне) формулације. Иако поменута методологија омогућава знатно убрзање процеса пројектовања и смањење броја физичких прототипова, при чему се квалитет модела може проверити поређењем са експерименталним резултатима добијеним при дејству статичког оптерећења, она се може битно унапредити увођењем анализе котрљајућег пнеуматика. У том случају се може тачније предвидети понашање пнеуматика при котрљању а квалитет модела проверити директним поређењем са експерименталним резултатима добијеним лабораторијским испитивањима пнеуматика на покретној траци или обртном добошу или пак на испитним возилима. Ваља поменути да у случају анализе котрљајућег пнеуматика описивање контакта између пнеуматика и подлоге, а нарочито моделирање трења, у много већој мери утиче на квалитет резултата него при анализи статички оптерећеног пнеуматика. Другим речима, мора се имати у виду да трење у различитим тачкама на површини газећег слоја пнеуматика зависи од многобројних фактора, као што су брзина клизања, контактни притисак или температура. Ако се за анализу котрљања цилиндричног деформабилног тела, какво је и пнеуматик, користи Лагранжова формулација кинематике деформације, не може се избећи зависност посматраног проблема од времена. Наиме, референтни оквир који ова формулација користи креће се заједно са материјалом, при чему посматрач који се налази унутар њега чак и котрљање константном брзином доживљава као временски завистан проблем, како се свакој тачки посматраног деформабилног тела може придружити циклична историја деформације. Због тога оваква анализа може бити веома захтевна у погледу рачунарских ресурса. Наиме, да би се добили тачни резултати везани за контакт, подразумева се вршење анализе прелазних режима као и израда детаљне мреже коначних елемената по целом обиму деформабилног тела. Међутим, проблеми котрљања потпуно осносиметричних структура, које се крећу и ротирају константним брзинама могу се окарактерисати као стационарна стања ако се користи референтна конфигурација која се креће заједно са деформабилним телом али се
не окреће око осе ротације. Овакав референтни оквир је, другим речима, "прикачен" за осу ротације. Посматрач из таквог оквира ротационо тело види као низ тачака које се не крећу, иако се материјал од кога се оно састоји креће кроз ове тачке. На овај начин уклања се експлицитна зависност посматраног проблема од времена. Овакав опис назива се и комбинованом Ојлер-Лагранжовом формулацијом, која подразумева да се посматра ротација крутог тела која се описује Ојлеровом (просторном) формулацијом, комбинована са деформацијом која се посматра у односу на ротирајуће круто тело и која се описује помоћу Лагранжове (материјалне) формулације. Оваква анализа захтева много мање рачунарски ресурса а самим тим и краће време потребно за анализу. Штавише, финију мрежу коначних елемената довољно је конструисати само у зони контакта, а не по целом обиму котрљајућег тела. У случају симулације понашања котрљајућег пнеуматика, комбинована Ојлер- Лагранжова формулација представља довољну основа за добијање великог броја корисних резултата. Иако се поменута формулација може користити само за проучавање котрљања константном брзином, при константном углу клизања (који одговара константном отклону управљача возила), у склопу једне анализе може се кроз инкременте дефинисати велики број случајева оптерећења, тј. велики дијапазон угаоних брзина пнеуматика, релативних брзина пнеуматика у односу на подлогу, као и углова клизања. Овиме се сагледава одзив пнеуматика у различитим условима експлоатације кроз које он у току свог радног века пролази. Типични резултати анализе стационарног котрљања пнеуматика су зависност вучне или кочионе силе од процента клизања између подлоге и коловоза или зависност интензитета бочне силе од угла клизања. То су уједно и резултати који се директно могу упоређивати са резултатима одговарајућих експеримената, чиме се аутоматски проверава квалитет креираног МКЕ модела пнеуматика и усвојених параметара анализе. 5.3 Циљ докторске дисертације Развој МКЕ модела и методологије за анализу стационарног котрљања пнеуматика произвољне конструкције. Избор и провера квалитета модела трења између гуме и сувог коловоза, погодног за употребу у програмима за анализу применом МКЕ. Развој методологије за експериментално одређивање коефицијената модела трења гуме за газећу подлогу пнеуматика. 5.4 Примењена методологија Анализа стационарног котрљања применом МКЕ, употребом комбиноване Ојлер- Лагранжове формулације са утицајем инерције. Експериментално одређивање трења гуме употребом посебно конструисане апаратуре. Експериментално одређивање подужних и бочних сила које делују на котрљајући пнеуматик у лабораторијским условима или на специјалним возилима. 5.5 Оквирни садржај рада 1. Увод 2. Својства пнеуматика a. Увод - преглед својстава b. Механичка својства (радијална крутост, угаона крутост, подужна крутост, бочна крутост, торзиона крутост, понашање при скретању) c. Приањање пнеуматика (механизам приањања, клизање између пнеуматика и подлоге, вучне силе, зависност приањања од клизања у контакту)
d. Отпор котрљању 3. Контакт у програмима за анализу применом метода коначних елемената (МКЕ) a. Кинематика контакта - основе b. Конститутивне релације за контактне површине 4. Проучавање трења гуме a. Увод (механизам приањања гуме, закони трења за гуму и полимере) b. Преглед стања истраживања - трење гуме c. Експериментално одређивање трења између гуме и различитих подлога d. Симулација експеримента применом МКЕ 5. Анализа стационарног котрљања a. Увод (кинематика, утицај инерције, контакт) b. Експериментално одређивање различитих карактеристика пнеуматика (бочна крутост, вучна и кочиона сила, отпор котрљању) c. Преглед стања истраживања у области анализе котрљајућег пнеуматика d. МКЕ модел за анализу котрљања у стационарном стању e. Употреба МКЕ модела за анализу понашања пнеуматика при котрљању константном брзином, дејству вучне и кочионе силе и скретању) f. Упоређење и критика резултата експеримената и анализе 6. Закључак 5.6 Очекивани допринос и могућности примене Дефинисање обједињене методологије за анализу мирујућег и котрљајућег пнеуматика, са одговарајућим описом трења између пнеуматика и подлоге. Налажење оптималних параметара модела и анализе, који омогућавају вршење анализа у прихватљивом временском року а самим тим и свакодневну употребу поменуте методологије у процесу пројектовања пнеуматика. Методологија се може примењивати у процесу пројектовања путничких и теретних пнеуматика произвољне конструкције. 6 ЗАКЉУЧАК И ПРЕДЛОГ Комисија сматра да је кандидат мр Никола Коруновић, дипл. маш. инж., у свом досадашњем научноистраживачком раду испољио способност да се самостално и као члан тима бави научним и стручним истраживањем, а пошто поседује диплому магистра техничких наука кандидат и формално и суштински испуњава Законом предвиђене услове за стицање права на израду докторске дисертације. Комисија сматра да је предложена тема докторске дисертације актуелна а садржај адекватан и мишљења је да она даје солидну основу за оригинална научна истраживања и пружа могућност да кандидат дође до корисних научних сазнања и закључака. Научни и стручни радови кандидата из области предложене теме докторске дисертације објављени у часописима и изложени на домаћим и међународним научно-стручним скуповима, као и примена резултата магистарског рада у пракси, указују на актуелност теме и способност кандидата да предложену докторску дисертацију успешно и квалитетно реализује.
На основу изложеног Комисија предлаже Наставно научном већу Машинског факултета у Нишу да мр Николи Коруновићу, асистенту Машинског факултета у Нишу, одобри израду докторске дисертације под називом: "Анализа котрљања пнеуматика применом метода коначних елемената" Чланови комисије: др Мирослав Трајановић, ван. проф. Машинског факултета у Нишу др Драган Домазет, ред. проф. Машинског факултета у Нишу др Радован Славковић, ред. проф. Машинског факултета у Крагујевцу