Doktorand i stenbaserad infrastruktur metrial mekanik

KTH svarar för en tredjedel av Sveriges kapacitet av teknisk forskning och ingenjörsutbildning på högskolenivå. Utbildningen och forskningen täcker ett brett område – från naturvetenskap till alla grenar inom tekniken samt arkitektur, industriell ekonomi och samhällsplanering. Totalt finns vid KTH mer än 12600 studenter på grundnivå och avancerad nivå och över 1800 forskarstuderande. KTH har nästan 4800 anställda.

Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, ABE, är en av tio skolor på KTH. Våra forsknings- och utbildningsprogram överblickar samhällens framtid; hur städer, byggnader och infrastruktur kommer att konstrueras och byggas, hur institutioner och regelsystem bör utvecklas för att skapa en god livsmiljö samt goda utvecklingsmöjligheter för affärer.
Infrastrukturmaterial spelar inte bara en avgörande roll för effektiviteten hos den urbana rörligheten men har även en tydlig påverkan på miljö(o)vänligheten inom infrastruktursektorn. Kan vi utveckla nya material som kräver mycket mindre energi och orsakar mindre utsläpp men med helt förutsägbara och långsiktigt hållbara beteenden?
Det här är en av de viktiga frågor vi försöker svara på inom KTHs program Road2Science där vi nu söker en motiverad och multidisciplinärt begåvad doktorand till vårt team. Din arbetsuppgift blir att experimentellt och numeriskt undersöka mekaniskt beteende hos stenbaserade infrastrukturmaterial (såsom asfaltblandningar) vid stora deformationer.

KTHs skola för arkitektur och samhällsbyggnad söker en doktorand i stenbaserad infrastruktur material mekanik.

ARBETSUPPGIFTER
Projekt
Stenbaserade kompositmaterial, dvs asfalt, betong och obundna finkorniga material, är de vanligast förekommande materialen i belagda vägbanor. I alla dessa material upptar sten den största volymen och sten-till-sten kontakten tillhandahåller en viktig lastbärande mekanism i kompression och skjuvning. Med anledning av stora deformationer hos stenbaserade material, anses asfalt det mest generella materialet för denna studie eftersom dess temperatur/reologiska och spatiala komplexitet tillåter att inkorporera alla relevanta effekter i ett brett frekvensområde. Beräkningsstrukturen som används i detta projekt kommer primärt att appliceras för att undersöka asfaltens beteende vid stora deformationer. Stora deformationer hos asfaltblandningar vid kompression- och skjuvbelastningar är signifikant viktiga under materialets alla livsstadier som börjar med asfaltsproduktion och anläggning och fortsätter med dess funktionella beteende (t.ex. spårbildning) genom hela beläggningens serviceliv. Det finns signifikant experimentella och teoretiskta bevis för att sten-till-sten kontakten i stor omfattning kontrollerar prestationsförmågan hos asfaltsblandningar. De främsta materialdesignmetoderna gör anspråk på gradering, form, textur såväl som mekaniska egenskaper hos stenarna, som förlitar sig på empirisk bevisföring, och för närvarande finns det inga omfattande mekaniska modeller som relaterar sten och bindemedelegenskapsparametrar till blandningsprestationer vid stora deformationer. Det aktuella projektet är avsett att fylla detta gap genom att undersöka det mekaniska beteendet hos asfaltblandningar vid förhöjda temperaturer och stora deformationer. Sten-till-sten kontakten är den primära överföringsmekanismen för laster. Den bästa fysiska insikten till problemet kan uppnås genom analys baserad på fundamentala mikromekaniska principer. I det aktuella projektet, sådan analys kommer att utföras med hjälp av diskret elementmetod (DEM). Speciella utmaningar att ta hänsyn till för krossad sten i asfalt kommer att tas och resultaten kommer att jämföras med cementbetong.
För att kunna validera och kalibrera DEM modellen som utvecklats, kommer också det mekaniska beteendet hos asfaltsblandningar att undersökas experimentellt. Inom detta projekt finns möjlighet att ta del av synergieffekter genom internationell forskning på Empa (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, Prof. Manfred N. Partl).

KVALIFIKATIONER
Behörighet och bedömningskriterier
Den potentiella kandidaten måste ha en mastersexamen i maskinteknik, materialfysik, beräkningsmekanik eller en civilingenjörsexamen (med fokus på mekanik). Grundläggande kunskap i hållfasthetsteknik, beräkningsmodellering och material är nödvändigt och en specialisering i strukturmekanik, hållfasthetslära och/eller kompositmaterial är en tillgång. Tidigare erfarenhet med DEM modellering av finkorniga material och experimentell mekanik är ett plus, dock ej ett anspråk.
Kandidaten bör vara starkt motiverad av vetenskaplig forskning och bör ha väl utvecklade analytiska och problemlösningsförmågor såväl som intresse och nyfikenhet för olika typer av beräkningar och avancerade experimentella metoder.