|
|
Comparison of mechanical properties of bolts with various surface treatment and upon consideration of their operation on the safety limit
Krško, Peter ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with issues of critical bolt joints tightening on the safety limit. The aim of this work is to find the optimal surface treatment of the bolt for reliable application in industrial vacuum pumps and to clarify its stress-strain behaviour upon using various surface treatments and different surface lubrication. Next part consists of finding the maximum torque values causing a fracture in bolts of the vacuum pumps. For this purpose, on one hand, the analytical model of the bolt joint is used and, on the other hand, the experimental observations on the real bolt joint are utilized. The outputs of both approaches are then compared to each other and, on their basis, the most suitable surface treatment of the bolt joint for the given industrial pump is recommended in order to achieve the maximum possible safety against torque applied to the bolt when assembling the device.
|
|
| |
|
|
Pevnostní kontrola sestavy kliky jízdního kola
Kolenčík, Richard ; Skalka, Petr (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá pevnostno-deformačnou kontrolou zostavy kľuky bicykla. Prvá časť sa venuje kontrole bezpečnosti voči únavovému lomu kľuky bicykla, ktorá je zaťažená kombinovaným namáhaním. V druhej časti práce je prevedená bezpečnostná analýza voči únavovému lomu v prípade pedálu. Z dôvodu nízkej bezpečnosti pedálu, je vykonaný aj výpočet vysoko cyklickej životnosti. Posledná časť je venovaná určeniu maximálnej deformácie zostavy kľuky a pedálu. Samotný analytický výpočet bol vykonaný pomocou softwaru Matlab R2012b.
|
|
|
Numerická simulace porušování keramických pěn při mechanickém zatížení
Hanák, Jiří ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá numerickou simulací porušování keramických pěn s otevřenou strukturou buněk a porozumění podmínek pro vznik porušení při různých způsobech mechanického namáhání. Pro tyto účely bylo využito tzv. sdružené energeticko-napěťové kritérium. Motivací práce bylo vytvořit model schopný co nejpřesnější predikce pevnosti keramické pěny při mechanickém zatížení v porovnání s experimentem. První část práce je věnována výkladu teoretických pokladů nutných pro řešení daného problému. Konkrétně jsou zmíněny způsoby modelování pěnových materiálů, základy lineární elastické lomové mechaniky (LELM) a podstata sdruženého energeticko-napěťového kritéria použitého pro definici iniciace trhliny. V druhé části práce jsou provedeny numerické MKP analýzy, jejichž výsledkem je stanovení podmínek nutných pro vznik porušení trámečku pěnové struktury. Tyto poznatky byly následně využity pro sestavení algoritmu numerické simulace mechanické zkoušky pěnového materiálu s pravidelnou architekturou buněk. Výstupy numerických simulací jsou v závěru práce porovnány s výsledky z experimentů (tlakových zkoušek) provedených na reálných Al_2 O_3 pěnách připravených 3D tiskem a poskytnutých Ústavem fyziky materiálů Akademie věd České republiky. Lze konstatovat, že bylo dosaženo dobré shody mezi výsledky obou přístupů a predikce mechanické pevnosti keramické pěny poskytovaná vytvořeným modelem je zatím nejpřesnějším odhadem z dosud publikovaných přístupů.
|
|
|
Deformačně napěťová analýza bezmomentových skořepin a vliv jejich uložení na vznik lokálních ohybových momentů
Méheš, Libor ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá deformačně napěťovou analýzou kulové a toroidní membránové skořepiny. Obě tyto úlohy jsou modelovány podle reálných vodojemů. Je provedena rešerše z oblasti membránové teorie skořepin, využití skořepin a jejich návrhu. Pro účely analýzy byly vytvořeny parametrické výpočtové modely, jak analytické v programu Matlab, tak i numerické na bázi metody konečných prvků v programu Ansys Workbench. Tyto přístupy k řešení a jejich výsledky jsou v práci náležitě porovnány a zhodnoceny. Zvláštní pozornost je přitom věnována možnostem uložení skořepin s ohledem na maximální bezpečnost vůči mezi kluzu. Hlavním výstupem práce je návrh nejvhodnějšího uložení v závislosti na poloze vazby a vytvoření parametrických modelů potřebných k této analýze.
|
|
|
Mikro-voštinové absorbéry nárazu
Rakušan, Jakub ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá mikro-voštinovými absorbéry nárazu. Mikro-voštinový absorbér přeměňuje kinetickou energii dopadajícího objektu na deformační energii vnitřní struktury absorbéru. Práce se zabývá dvěma typy absorbérů, a to absorbérem s vnitřní auxetickou strukturou a absorbérem s vnitřní neauxetickou strukturou. U obou vnitřních struktur byla zachována stejná porozita pro následné srovnání charakteristik jednotlivých absorbérů. V rámci této práce byla provedena simulace dopadové zkoušky. Při této zkoušce do absorbéru dopadaly objekty (válečky) různého průměru, stejné délky (totožné s tloušťkou absorbéru) a s různou kinetickou energií. Pro řešení tohoto problému byla využita metoda konečných prvků (explicitní řešení). Výstupem studie bylo srovnání simulací dopadové zkoušky do auxetické a neauxetické struktury.
|
|
|
Výpočtová analýza aplikačního potenciálu auxetických struktur v absorbérech nárazu
Dohnal, Jakub ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou aplikačního potenciálu auxetických materiálů v oblasti tlumení nárazu (absorpce kinetické energie dopadajícího tělesa). Tyto materiály se díky své buněčné struktuře a specifické geometrii vyznačují záporným Poissonovým poměrem, čili jsou schopny při tlakovém namáhání v podélném směru zmenšit svůj příčný rozměr. Záměrem práce je tedy tuto zajímavou vlastnost pro absorpci kinetické energie využít. Po úvodní části, věnující se teoretickému základu a rešerši z oblasti auxetických struktur, je detailně popsán vytvořený výpočtový numerický model založený na metodě konečných prvků, jehož úkolem je studovat mechanickou odezvu auxetické i konvenční buněčné struktury na rychle dopadající těleso. K numerickému simulování rychlých dějů je využit explicitní řešič v komerčním softwaru LS-DYNA. Výsledky provedených analýz slouží jednak k vzájemnému srovnání auxetických a konvenčních struktur a kvantifikaci rozdílů v jejich schopnostech efektivně a šetrně utlumit kinetickou energii dopadajícího tělesa a dále také k demonstraci vlivu jednotlivých geometrických či materiálových parametrů na útlum nárazu. V závěru práce jsou numerické simulace konfrontovány s dostupnými experimenty s cílem ověřit vypovídací hodnotu výpočtových modelů a v diskusi poukázat na aplikační potenciál auxetických struktur. Dále jsou uvedena i dílčí doporučení pro jejich návrh tak, aby co nejlépe sloužily ke stanovanému účelu.
|
|
|
Vliv Kármánových vírů na vzduchem obtékané těleso
Matějka, Jan ; Pochylý, František (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
V rámci diplomové práce je modelovým objektem sto metrů vysoký ocelový komín nacházející se v areálu papírny u města Świecie v Polsku, u kterého došlo v minulosti k havárii. Na tomto komínu je studován vliv účinků Kármánových vírů na jeho deformačně – napěťovou odezvu. Právě účinky Kármánových vírů působící na obtékané těleso (komín) jsou považovány za příčinu jeho havárie. V práci je řešena možnost minimalizace účinků Kármánových vírů na obtékané těleso (V tomto případě komínu, u kterého došlo k havárii). Potlačení nežádoucích účinků, jako je například snížení rozsahu budících frekvencí působících na obtékané těleso nebo minimalizace odporových sil, bylo realizováno pomocí použití aerodynamického ochranného pláště na těleso komínu.
|
|
|
Modelování a analýza odezvy auxetických materiálů na mechanické zatížení
Vítek, Tomáš ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá výpočtovou analýzou auxetických materiálů, zejména jejich odezvou na aplikované mechanické zatížení. V rešeršní části je popsán historický vývoj těchto materiálů, jejich významné mechanické vlastnosti, způsoby modelování a možnosti praktického využití. Výpočtová část práce se zabývá detailní analýzou vybraných auxetických struktur s cílem stanovit jejich elastické charakteristiky v závislosti na různých geometrických parametrech dané struktury a rovněž v závislosti na velikosti aplikované deformace. Výpočtové modelování je primárně provedeno s využitím programu ANSYS Mechanical APDL založeném na metodě konečných prvků (MKP), jejíž princip je velmi stručně vysvětlen. Dále je v práci popsán postup tvorby parametrického modelu a redukce celé struktury na geometrii o minimálním rozsahu (části základní buňky). Podrobně je vysvětleno vytváření sítě konečných prvků, aplikace příslušných okrajových podmínek a vyhodnocení. Hodnoty elastických charakteristik určené s využitím numerických simulací jsou v práci srovnány i s dostupným analytickým modelem. Prezentovány jsou závislosti elastických charakteristik auxetických struktur pro široký rozsah hodnot zvolených geometrických parametrů a aplikovaných deformací struktury, uvažovaných jak v oblasti malých tak velkých deformací. Za zjištěných závislostí je následně diskutován vliv těchto parametrů na odezvu auxetické struktury při mechanickém zatížení. V závěru práce jsou výpočtem určené elastické charakteristiky konfrontovány s experimentálními daty dostupnými v literatuře a na základě tohoto srovnání je diskutována věrohodnost a přesnost použitého výpočtového modelu.
|
|
|
Návrh oběžného kola radiální turbíny se sníženým momentem setrvačnosti
Votava, Ondřej ; Skalka, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce se zabývá topologickou optimalizací oběžného kola radiální turbíny turbodmychadla. Zaměřuje se na snížení momentu setrvačnosti při nezměněných aerodynamických vlastnostech. Optimalizace je provedena na základě výsledků CFD, termální a strukturální analýzy původní varianty. Výpočtové modelování bylo realizováno metodou konečných prvků v softwaru ANSYS. V práci je navrženo několik modelů oběžného kola s topologickou úpravou vnitřní struktury. Na základě hodnot momentu setrvačnosti, napětí a přetvoření je vybrán nejvhodnější model.
|
host ::
RSS.