Στόχος του Παραδοτέου Π2 είναι η συγκεντρωτική επιστημονική και τεχνική τεκμηρίωση της έρευνας που πραγματοποιήθηκε κατά το φορολογικό έτος 2025 και η οργανωμένη διαδικτυακή παρουσίαση των μεθόδων, δραστηριοτήτων, αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων του έργου.

Το παραδοτέο αποτυπώνει τη συνολική ερευνητική διαδικασία από τη διατύπωση των αρχικών επιστημονικών και τεχνολογικών αβεβαιοτήτων έως τη γεωμετρική μοντελοποίηση, την αριθμητική προσομοίωση, την πειραματική αξιολόγηση, την ανάπτυξη των αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης και την εξαγωγή των τελικών επιστημονικών και τεχνολογικών συμπερασμάτων.

Το έργο επικεντρώθηκε σε τέσσερις βασικούς άξονες επιστημονικής και τεχνολογικής διερεύνησης:

Οι τέσσερις αυτοί άξονες εξετάστηκαν μέσω κοινής ερευνητικής μεθοδολογίας που συνδύασε:

• γεωμετρική μοντελοποίηση CAD,
• αριθμητικές προσομοιώσεις CAE,
• μεθόδους πεπερασμένων στοιχείων,
• ισογεωμετρική ανάλυση,
• εργαστηριακές και πειραματικές δοκιμές,
• σύγκριση και επαλήθευση αποτελεσμάτων και
• τεχνητή νοημοσύνη.

Κατά την έναρξη του έργου δεν ήταν εκ των προτέρων γνωστό εάν ήταν δυνατόν να αναπτυχθούν υπολογιστικές και αλγοριθμικές μέθοδοι ικανές να αναπαράγουν με επαρκή αξιοπιστία τη συμπεριφορά σύνθετων συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών γεωμετριών και συνδυασμών υλικών.

Οι βασικές αβεβαιότητες αφορούσαν:

• τη συμπεριφορά διαφορετικών γεωμετρικών διαμορφώσεων και συνδυασμών υλικών υπό συνθήκες πυρκαγιάς και υψηλών θερμοκρασιών,
• την αποτελεσματικότητα διαφορετικών λύσεων θερμοδιακοπής,
• την επίδραση γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων στην ηχομείωση,
• τη μηχανική απόκριση, τις παραμορφώσεις, τις μορφές αστοχίας και τα όρια αντοχής,
• τη δυνατότητα αξιόπιστης συσχέτισης εργαστηριακών αποτελεσμάτων με υπολογιστικές προσομοιώσεις και
• τη δυνατότητα ανάπτυξης αλγοριθμικών μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς νέων συστημάτων.

Στο πλαίσιο της έρευνας αναπτύχθηκαν προηγμένα και παραμετρικά γεωμετρικά μοντέλα CAD συστημάτων αλουμινίου διαφορετικών διατομών, γεωμετριών και συνδυασμών υλικών.

Η γεωμετρική μοντελοποίηση αποτέλεσε τη βάση για:

• τη δημιουργία διαφορετικών σχεδιαστικών παραλλαγών,
• τη συστηματική μεταβολή κρίσιμων γεωμετρικών χαρακτηριστικών,
• την ανάπτυξη των αντίστοιχων υπολογιστικών μοντέλων και
• τη σύγκριση διαφορετικών διαμορφώσεων ως προς τη θερμική, ακουστική και μηχανική συμπεριφορά.

Τα γεωμετρικά μοντέλα και τα τεχνικά σχέδια που προέκυψαν αποτελούν επιπλέον τεκμήρια υλοποίησης του έργου.

Αναπτύχθηκαν και εφαρμόστηκαν αριθμητικά μοντέλα CAE για τη διερεύνηση των εξεταζόμενων φυσικών φαινομένων. Οι υπολογιστικές δραστηριότητες περιέλαβαν:

• θερμικές αναλύσεις,
• διερεύνηση της μετάδοσης θερμότητας,
• ακουστικές αναλύσεις,
• μηχανικές αναλύσεις,
• υπολογισμό τάσεων και παραμορφώσεων,
• διερεύνηση μορφών αστοχίας και
• αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικών γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων.

Χρησιμοποιήθηκαν μέθοδοι πεπερασμένων στοιχείων, ενώ παράλληλα διερευνήθηκε η εφαρμογή ισογεωμετρικής ανάλυσης με στόχο τη στενότερη σύνδεση της γεωμετρικής περιγραφής CAD με την αριθμητική επίλυση.

Η εργαστηριακή διερεύνηση αποτέλεσε οργανικό μέρος της ερευνητικής μεθοδολογίας. Πραγματοποιήθηκαν:

• προετοιμασία δοκιμίων,
• εργαστηριακές δοκιμές στις εγκαταστάσεις της ΕΞΑΛΚΟ Α.Ε.,
• εξειδικευμένες εξωτερικές εργαστηριακές δοκιμές,
• συλλογή μετρήσεων,
• αξιολόγηση πειραματικών αποτελεσμάτων και
• συσχέτιση των μετρήσεων με τα αποτελέσματα των υπολογιστικών μοντέλων.

Εξωτερικές εξειδικευμένες δοκιμές 2025

Τα αποτελέσματα των εξωτερικών και εσωτερικών εργαστηριακών δοκιμών αξιοποιήθηκαν για την επαλήθευση και προσαρμογή των υπολογιστικών μοντέλων.

Κρίσιμο χαρακτηριστικό της μεθοδολογίας ήταν η συνεχής σύγκριση:

Όπου εντοπίζονταν αποκλίσεις:

1. επανεξετάζονταν οι αρχικές παραδοχές,
2. τροποποιούνταν οι παράμετροι των μοντέλων,
3. αξιολογούνταν εκ νέου οι ιδιότητες των υλικών,
4. επανεξετάζονταν οι συνθήκες φόρτισης και οι συνοριακές συνθήκες και
5. πραγματοποιούνταν νέος κύκλος υπολογιστικής ή αλγοριθμικής αξιολόγησης.

Τα πειραματικά και υπολογιστικά δεδομένα αξιοποιήθηκαν για την ανάπτυξη και αξιολόγηση καινοτόμων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης. Οι αλγόριθμοι χρησιμοποιήθηκαν για:

• την επεξεργασία των δεδομένων,
• τη διερεύνηση σχέσεων μεταξύ διαφορετικών παραμέτρων,
• την αναγνώριση κρίσιμων παραμέτρων συμπεριφοράς,
• τη συσχέτιση γεωμετρικών χαρακτηριστικών με την απόκριση και
• τη διερεύνηση της δυνατότητας πρόβλεψης της συμπεριφοράς νέων γεωμετρικών διαμορφώσεων και συνδυασμών υλικών.

Πυραντίσταση

Παρήχθη νέα γνώση σχετικά με την επίδραση της γεωμετρίας, των υλικών και των συνδέσεων στη συμπεριφορά των συστημάτων υπό υψηλές θερμοκρασίες και συνθήκες πυρκαγιάς.

Θερμοδιακοπή

Διερευνήθηκαν οι παράμετροι που επηρεάζουν τη μετάδοση θερμότητας και την αποτελεσματικότητα διαφορετικών λύσεων θερμοδιακοπής.

Ηχομείωση

Αξιολογήθηκε η επίδραση γεωμετρικών και κατασκευαστικών χαρακτηριστικών στην ακουστική απόδοση και στην ηχομείωση των εξεταζόμενων συστημάτων.

Μηχανική αντοχή

Διερευνήθηκαν η μηχανική απόκριση, οι τάσεις, οι παραμορφώσεις, οι πιθανές μορφές αστοχίας και τα όρια αντοχής υπό διαφορετικές φορτίσεις.

Υπολογιστική & αλγοριθμική πρόβλεψη

Δημιουργήθηκε ερευνητικό πλαίσιο για τη συσχέτιση γεωμετρικών, πειραματικών και υπολογιστικών δεδομένων και για την αξιοποίηση τεχνητής νοημοσύνης στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς νέων συστημάτων.

Η συνδυασμένη εφαρμογή των παραπάνω μεθόδων συνέβαλε στον περιορισμό των αρχικών επιστημονικών και τεχνολογικών αβεβαιοτήτων.

Η έρευνα παρείχε στην ΕΞΑΛΚΟ Α.Ε. νέα τεχνογνωσία σχετικά με:

• την επίδραση της γεωμετρίας στη συμπεριφορά των συστημάτων,
• τη σύνδεση μεταξύ γεωμετρικών και υλικών παραμέτρων και τελικής απόκρισης,
• τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της υπολογιστικής προσομοίωσης,
• τη σχέση μεταξύ αριθμητικών και πραγματικών εργαστηριακών αποτελεσμάτων και
• τη δυνατότητα αξιοποίησης τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση και πρόβλεψη της συμπεριφοράς προηγμένων συστημάτων αλουμινίου.

Πέραν των δύο κύριων Παραδοτέων Π1 και Π2, στον φάκελο του έργου υποβάλλονται ως συμπληρωματικά παραδοτέα και τεκμήρια εκτέλεσης του φυσικού αντικειμένου:

• τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών και μετρήσεων και
• τεχνικά και γεωμετρικά σχέδια των συστημάτων αλουμινίου που εξετάστηκαν στο πλαίσιο της έρευνας.

Το υλικό αυτό παρέχει τη δυνατότητα άμεσης επαλήθευσης της πειραματικής και γεωμετρικής δραστηριότητας του έργου και συνδέεται με τις αντίστοιχες Ενότητες Εργασίας ΕΕ1–ΕΕ8.

Το Παραδοτέο Π2 παραδίδεται αποκλειστικά σε διαδικτυακή μορφή, μέσω ειδικά διαμορφωμένης ενότητας της ιστοσελίδας του έργου:

Η ανωτέρω διαδικτυακή τεχνική τεκμηρίωση αποτελεί το κύριο Παραδοτέο Π2 και περιλαμβάνει συγκεντρωτικά την ερευνητική μεθοδολογία, τις επιστημονικές και τεχνολογικές αβεβαιότητες, τις δραστηριότητες CAD και CAE, τις πειραματικές δοκιμές, την αξιοποίηση της τεχνητής νοημοσύνης, τα αποτελέσματα και τα βασικά επιστημονικά και βιομηχανικά συμπεράσματα του έργου.

Μέσω της διαδικτυακής διάθεσης επιτυγχάνεται παράλληλα η τεχνική τεκμηρίωση, η διάχυση και η δημοσιότητα των αποτελεσμάτων της επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας.