|
|
Dynamics of a cantilever beam with piezoelectric sensor: Parameter identification
Cimrman, Robert ; Kolman, Radek ; Musil, Ladislav ; Kotek, Vojtěch ; Kylar, Jaromír
The piezoelectric materials are electroactive materials often applied for real-time sensing or structural health monitoring, both important research topics in dynamics. Mathematical models of such structures have to allow also for the external electrical circuits and contain several material parameters that need to be identified from experiments. We present a model of a simple experiment involving dynamics of a cantilever beam with an attached piezoelectric sensor excited by a suddenly removed weight. The external circuit can be taken into account as having either a finite or infinite resistance. We also outline the parameter identification procedure based on automatic differentiation and present the experimental and numerical results.
|
|
|
Porušování jemnozrnného cementového kompozitu v blízkosti rozhraní plniva a matrice
Vyhlídal, Michal ; Kabele,, Petr (oponent) ; Profant, Tomáš (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Přechodová oblast mezi zrnem kameniva/výztuží a matricí je považována za nejslabší článek cementových kompozitů a dle některých autorů přímo souvisí s jejich nelineárním (přesněji kvazikřehkým) chováním. Tato práce si klade za cíl ověřit tento obecně uznávaný předpoklad nejslabšího článku za pomoci lomových experimentů a jim odpovídajícím numerických simulací. V experimentální části práce byly vedle tradičních lomových testů využity moderní metody 3D skenování, rastrovací elektronové mikroskopie, chemické analýzy pomocí elektronové mikrosondy a metod měření mechanických vlastností malých objemů – nanoindentace. V numerické části práce byly využity modely založené na zobecněné lineární elastické lomové mechanice i modely moderní určené pro simulace cementových kompozitů, konkrétně model rozetřených trhlin a mikroploškový (Microplane) model. V návaznosti na dosažených výsledcích byla práce doplněna i o kohezivní model simulující chování rozhraní. Výsledky jsou diskutovány a dány do kontextu s již publikovanými pracemi. Hlavním závěrem práce je, že vlastnosti přechodové oblasti nemají na chování cementových kompozitů takový vliv jako samotná adheze mezi inkluzí a přechodovou oblastí, potažmo matricí.
|
|
|
Analýza mechanických vlastností ortopedických vložek zhotovených 3D tiskem
Rosický, Michael ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem této práce je analyzovat vliv tvarových profilů (žeber) na ohybovou a torzní tuhost ortopedických vložek zhotovených 3D tiskem. K řešení je přistoupeno experimentálně s využitím vlastních zkušebních zařízení a pomocí modelování metodou konečných prvků. Výpočtový model je dále rozšířen na napěťovou analýzu. V práci jsou zkoumány 3 různé varianty daného prvku. Ty jsou v průběhu práce analyzovány a porovnávány. Na konci práce je doporučena nejvhodnější varianta.
|
|
|
Comparison of machine learning training sampling schemes for induction machine modeling
Bílek, Vladimír
The aim of the paper is to demonstrate the modelingof an induction machine using a chosen machine learningtechnique, followed by a comparison of the training samplingschemes for this technique. A simple 3-phase induction machinewith an axially slitted solid rotor has been selected for the casestudy, where FEM-based program Ansys Electronics Desktophas been used for its calculation. A total of 3 training schemeswere considered and compared with each other for the machinelearning technique. Some of the comparison results are given anddiscussed at the end of this paper. The described methodologycan be used to accelerate the design and optimization of any typeof electrical machine.
|
|
|
2D Physical Modelling of Semiconductor Equations for Verification of 1D Lumped-Charge Model of Bipolar Power Devices
Mikláš, Jan ; Procházka, Petr
The paper demonstrates a finite-element method(FEM) simulation model of semiconductor devices operation.Classical semiconductor equations employing drift, diffusionand generation-recombination transport of charge carriers areestablished and variational forms for FEM assembly are derivedin detail, including a basic voltage and current boundary conditions.Mathematically, a system of mutually coupled nonlinearequations need to be solved, which requires extensive use ofnonlinear iteration solver. The derived model was coded inPython by strict use of open source tools, mainly grouped aroundFEniCSx project. Graphic output figures and characteristics forbasic semiconductor structures are presented to demonstrate thefunctionality of model.An ultimate goal of presented effort is derivation and verificationof simplified semi-analytical model of Insulated-gate bipolartransistor (IGBT), including precise transient behavior.This kind of model should be calibrated by use ofmeasurement-obtained data, so the qualitative behavior of devicephysics at reasonable computational cost is of primary interestof presented FEM model as opposed to commercial devicedevelopment tools aiming at precise quantitative outputs; whichneed to be experimentally calibrated even so.As an additional step to simplified one-dimensional modelusability verification, results of unusual way of experimentalestimation of minority-carrier excess charge within power bipolartransistor collector and base during on-state is presented andcompared to simulation result.
|
|
|
Automated Python-Controlled Thermal Analysis of Rotor of Line-Start Permanent Magnet Synchronous Machine
Súkeník, Jakub
This paper deals with the thermal analysis of the rotorof the line-start permanent magnet synchronous machine(LSPMSM). First, a concept of a fully controlled parametricgeometry creation using the Python programming languageis introduced. The geometry is created using the FreeCADsoftware. Afterwards, the geometry is used to perform a thermalanalysis using the finite element method (FEM) in the AnsysWorkbench Software. This analysis is also controlled by Python.A thermal model of the analyzed rotor was also created usinglumped parameter thermal network (LPTN). Finally, the resultingtemperatures from the FEM-based analysis are used to verifythe functionality of the lumped-parameter thermal network.
|
|
|
Výpočtové modelování izovolumické kontrakce levé srdeční komory
Kubík, Matej ; Burša, Jiří (oponent) ; Vaverka, Jiří (vedoucí práce)
Táto diplomová práca sa zaoberá výpočtovým modelovaním izovolumickej kontrakcie ľavej srdcovej komory pomocou metódy konečných prvkov. Súčasťou práce je rešerš o anatómii a fyziológii srdca, kde je detailnejšie rozobraná štruktúra srdcovej svaloviny. Pasívna mechanická odozva modelu odzrkadľuje práve túto štruktúru. Do výpočtového modelu je zahrnutá pomocou zredukovaného hyperalestického modelu Holzapfela & Ogdena. Aktívne napätie svalových vlákien, ktoré je dôsledkom elektrickej stimulácie je do modelu zahrnuté tzv. prístupu aktívneho napätia. Hlavným cieľom práce je implementácia a odskúšanie tohto prístupu v programe ANSYS za pomoci podprogramu Usermat.
|
|
|
Vliv těsnící spáry na dynamiku rotoru
Kurková, Michaela ; Pochylý, František (oponent) ; Habán, Vladimír (vedoucí práce)
Diplomová práce pojednává o problematice kapalinových těsnících spár a jejich vlivu na dynamiku rotoru. V první části je uvedeno odvození základního analytického řešení. Následně je sestaven MKP model rotoru s vlivem těsnící spáry. Sestavený model je využit pro analázu vlivu spáry na dynamiku rotoru. Poslední část práce se věnuje koncepčnímu návrhu experimentu a jeho základní dynamické analýze.
|
|
|
Comparative analysis of the effect of nonlinearities on the lumbar segment stress/strain of the spine after correction of spondylolisthesis
Holá, Lucia ; Ščerba, Bořek (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
This final thesis focuses on the stress-strain analysis of the physiological, postoperative and degenerative state of the lumbar spine segment. The aim of this thesis is to implement nonlinear material characteristics into previously made computational models and to compare these two models. The solution is performed by computational modeling using the finite element method. The geometry model was made by modification of the previous model of geometry. The group of degenerative state models comprises of three different levels of spondylolisthesis, according to Myereding’s classification. Based on the performed analysis, it was found that the increasing severity of spondylolisthesis, as well as the change in material definition plays a huge role in the stress development in the intervertebral discs and in the vertebrae. The total deformation of the spine segment increases with the use of nonlinear material characteristics, as well as with the increasing variability from the physiological state. However, the stress distribution in the intervertebral disc decreases with the use of nonlinear material characteristics and in case of the vertebral stress distribution increases, unlike in the linear material models. The biggest similarity with the physiological state of the lumbar spine segment was found in the postoperative state using the spinal implants.
|
|
|
Hodnotenie pevnosti zvaru namáhaného statickým zaťažením
Gális, Róbert ; Řehák, Kamil (oponent) ; Dlugoš, Jozef (vedoucí práce)
Táto diplomová práca má za úlohu preskúmať, zhrnúť a porovnať dostupné prístupy a normy hodnotiace statickú pevnosť zvarov. V úvodnej časti sú zhrnuté teoretické poznatky potrebné pre riešenie statickej pevnosti zváraných konštrukcií. V ďalšej časti sú postupy hodnotenia statickej pevnosti zvarov pomocou jednotlivých usmernení podrobne preskúmané a popísané. Takisto sú aplikované na navrhnutý zvarový prvok tvaru T s obojstranným kútovým zvarom. Následne sú získané výsledky porovnané a zhodnotené. Na záver je navrhnutý experiment, ktorým by bolo možné overiť výpočty, prípadne určiť najvhodnejší prístup.
|
host ::
RSS.