Ny model forudsiger deformationer i trækonstruktioner
Med et netop afsluttet Ph.d.-projekt er 100 års forskning i at forudsige træs opførsel under belastninger og påvirkninger fra vejret kommet et stort skridt videre.
Af Rasmus Gregersen
Projektet har vakt genlyd inden for sit felt, men for den unge forsker har det faktisk været relativt simpelt at nå frem til sit resultat.
- Træforskningens verden kan groft sagt inddeles i to lejre – forskerne som står i laboratoriet og forskerne som udfører beregninger med computere. De to lejre taler ikke samme sprog, så derfor kan det være svært at bringe viden fra den ene lejr til den anden, forklarer Emil Tang Engelund og uddyber:
- Min nysgerrighed har gennem studiet fået mig til at læse og suge viden fra de bedste forskere i begge lejre og jeg opdagede, at løsningen lå lige for, når man medtog resultater fra begge grupper.
Matematik forudsiger opførsel
Emil Tang Engelund har udviklet en numerisk beregning, som er baseret på laboratorieforskernes videnskabelige observationer af de fysiske realiteter. Selvom modellen er matematisk enkel, kan den på en raffineret måde forudsige træs komplekse opførsel.
Fordi de to forskerlejre har manglet forståelse for hinandens arbejde er begge lejre ophavsmænd til mange teorier og matematiske formler. Fælles for både teorier og formler er, at de enten ikke kan forudsige træs opførsel præcist nok eller også er de alt for matematisk komplicerede til at være fysisk realistiske.
- Jeg har vendt det hele på hovedet. Min opdagelse viser, at matematisk enkle, men fysisk realistiske formler kan bruges til at forudsige en meget kompleks opførsel, fortæller Emil Tang Engelund.
Vigtigt for træets værdi som byggemateriale
Når man konstruerer med træ, er det vigtigt at kunne beregne, hvordan belastninger og vejrliget påvirker holdbarheden og deformationer i en konstruktion op til 50 år ud i fremtiden.
På længere sigt kan Emil Tang Engelunds forskning hjælpe byggebranchen med at bibeholde træ som materiale ved at give dem en mulighed for netop at forudsige, hvordan træet påvirkes:
- Hvis man ikke kan stole på forudsigelserne, som det ikke har været tilfældet med tidligere måder at beregne på, så vil man være nødt til at regne meget på den sikre side, hvilket medfører, at træ bliver mindre attraktivt at anvende i forhold til andre byggematerialer. Det synes jeg vil være synd, da træ er et miljøvenligt byggemateriale som har mange gode egenskaber, fortæller Emil Tang Engelund.
Kan også bruges til andre materialer
En af de påvirkninger han har været mest optaget af er, hvordan vandmolekyler inde i træets celler påvirker egenskaberne. Netop denne påvirkning har stor betydning for anvendeligheden af træ som byggemateriale.
- Vand har en dramatisk indflydelse på træs egenskaber og opførsel. For eksempel mister træet både styrke og stivhed når det indeholder vand, forklarer Emil Tang Engelund.
Modellen er indtil videre målrettet træ, men der er i princippet intet i vejen for, at matematikken bag også kan anvendes i forhold til at forudsige deformationer i andre materialer som fx plastik, beton og metaller.
- Lige nu koncentrerer jeg mig om træ, men på sigt er det målet at komme bredere ud, så min opdagelse også får betydning for dem, som arbejder med andre materialer end træ, slutter han.
Kilde: Teknologisk Institut
