Dr inż. Mateusz Kopeć z Zakładu Mechaniki Doświadczalnej uzyskał tytuł doktora habilitowanego w dyscyplinie inżynieria mechaniczna. Jako osiągnięcie naukowe przedstawił spójny cykl ośmiu publikacji, które ukazały się w latach 2021-2023, pod wspólnym tytułem: „Metodologia monitorowania rozwoju uszkodzenia w materiałach inżynierskich poddawanych obciążeniom eksploatacyjnym”
Głównym celem jego badań i tematem osiągnięcia naukowego było efektywne monitorowanie rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego materiałów inżynierskich, zwłaszcza stali energetycznych, wsparte optycznymi metodami pomiarowymi oraz analitycznymi metodami obliczeniowymi.
Zainteresowanie tematem wynikło z faktycznych potrzeb przemysłu energetyczno-ciepłowniczego, w którym to większość pracujących elementów ze stali energetycznych poddanych jest zużyciu w wyniku oddziaływania wysokiej temperatury oraz przenoszonego naprężenia. Stale energetyczne poddawane są nadmiernej eksploatacji w warunkach wysokiej temperatury, dlatego ich działanie należy monitorować ze szczególną dokładnością tak, aby uniknąć poważnych konsekwencji powstałych na skutek ich uszkodzenia.
Mając na względzie szereg zalet optycznych systemów pomiarowych, jako potencjalne rozwiązanie problemu efektywnego monitorowania uszkodzenia zmęczeniowego materiałów inżynierskich, zwłaszcza stali energetycznych, zaproponowane zostały:
- dwie optyczne metody pomiarowe – elektroniczna interferometria plamkowa (Electronic Speckle Pattern Interferometry) I cyfrowa korelacja obrazów (Digital Image Correlation);
- analityczny sposób określania stopnia degradacji materiału konstrukcyjnego wywołanego obciążeniami eksploatacyjnymi wykorzystujący mierzalne parametry uszkodzenia.
Możliwość wykorzystania metod optycznych w monitorowaniu uszkodzenia została początkowo przebadana dla stali energetycznej X10CrMoVNb9-1, a następnie zastosowana do testowania stali 10CrMo9-10 i 14MoV6-3. Równolegle wykorzystano metodykę mierzalnych parametrów uszkodzenia, które skorelowano z wynikami optycznych metod pomiarowych. Kombinacja wspomnianych technik została wykorzystana do oceny wpływu długotrwałej eksploatacji wysokotemperaturowej (80 000h i 280 000h) na właściwości mechaniczne (zwłaszcza wysoko i niskocyklowe zmęczenie) oraz mikrostrukturę stali X10CrMoVNb9-1 oraz 10CrMo9-1. Efektywność optycznych metod pomiarowych sprawdzono również pod kątem nowoczesnych materiałów inżynierskich, tj. super stopów niklu
Zaproponowana metodyka monitorowania rozwoju uszkodzenia zmęczeniowego wsparta systemem optycznym Digital Image Correlation oraz mikroskopem skaningowym
