|
|
Materiálově nelineární řešení prutových konstrukcí
Kabeláč, Jaromír ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Návrat,, Tomáš (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá řešením nosníkových a rámových konstrukcí s uvážením materiálové nelinearity. Použitou výpočtovou metodou je metoda konečných prvků. Cílem práce bylo odvodit a otestovat konečně prvkový nosníkový element s uvážením materiálové nelinearity. Následnou detailní analýzou předloženého problému byla sestavena celá skupina formulací nosníkového elementu. Část výsledků této práce byla v několika podobách implementována do komerčních software pro praktické užití projektanty, což bylo hlavním cílem práce. V teoretické části je představen nosníkový element, který se zaměřuje na řešení napjatosti na masivních průřezech. Z hlediska topologie se jedná o klasický liniový nosníkový konečný prvek s dvěma uzly. V každém z uzlů je definováno šest stupňů volnosti pro translace a rotace plus sedmý stupeň pro deplanaci průřezu při kroucení. Na průřezu jsou uváženo namáhání od axiální síly, ohybových momentů, krouticího momentu, posouvajících sil a případně bimomentu pro vázaný krut. Bylo vytvořeno několik variant formulací podle zahrnutí složek namáhání do materiálové nelinearity a podle způsobu numerické integrace. V práci je diskutováno zahrnutí geometrické nelinearity a výpočet požární odolnosti. Veškeré výše popsané formulace byli testovány na prototypech jak je uvedeno v aplikační části. Zde je také popsán obecný postup, architektura a použité technologie pro implementaci poznatků z teoretické části do komerčních konečně prvkových systémů. V práci je ukázána implementace plasticity na skořepinách, výpočtu průřezových charakteristik a napětí na průřezu, implementace materiálově nelineárního nosníkového elementu a modul pro požární odolnost sloupu. Výše uvedené implementace teoretických závěrů jsou hlavními výstupy disertační práce. Tyto implementace jsou dostupné v tisícovkách instalací po celé Evropě, kde jsou využívány při projekci významných konstrukčních celků.
|
|
|
Návrh a výpočet membránové konstrukce zastřešení stadionu
Lang, Rostislav ; Kytýr,, Jií (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou návrhu a výpočtu membránové konstrukce zastřešení stadionu. Jedná se o komplexní inženýrský problém, který v sobě zahrnuje mnoho dílčích složek: hledání počátečního tvaru membrány, staticky i architektonicky vhodné uspořádání systému nosných lan, hospodárné řešení okrajových podmínek (uložení) konstrukce. Všechny složky návrhu se ovlivňují a nelze je řešit bez vzájemné koordinace. Vždy velice záleží na zkušenostech a citu inženýra, jenž takovouto konstrukci navrhuje. Úlohu již není možné řešit dle teorie I.řádu. Rovnováha sil na nedeformované konstrukci, jenž u mnoha projektovaných konstrukcí dává uspokojivé výsledky, by neodpovídala realitě. Je proto nutné uvažovat rovnováhu sil na deformované konstrukci dle teorie velkých deformací. Práce byla zadána s ohledem na záměr firem Ing. Software Dlubal s.r.o. a FEM consulting s.r.o., které spolupracují na vývoji software RFEM, doplnit tento programový systém o modul MEMBRÁNA pro hledání výchozích tvarů membránových konstrukcí. Tato práce má být příspěvkem k vytvoření tohoto modulu.
|
|
|
Hybrid materials based on magnetically bistable molecular compounds
Vavrečková, Šárka ; Herchel, Radovan (oponent) ; Nemec, Ivan (vedoucí práce)
This thesis deals with the deposition of single-molecule magnets on graphene. The theoretical part is devoted to single-molecule magnets, selected deposition methods suitable for depositing single-molecule magnets on two-dimensional substrates, and graphene. Furthermore, the physical principles of the chosen characterization methods (atomic force microscopy, scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and electron paramagnetic resonance) are discussed. In the experimental part, the deposition of six cobalt single-molecule magnets was carried out by thermal sublimation. Two of them were also deposited from solution by drop-casting to verify their high stability. The samples were then analyzed using the methods mentioned above, and the results were discussed. The successful depositions led to the identification of stable single-molecule magnets with promising magnetic properties.
|
|
|
Studie nárazu dopravního prostředku do stavební konstrukce.
Sychrová, Šárka ; Salajka, Vlastislav (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá analýzou nárazu dopravního prostředku do stavební konstrukce v programovém systému RFEM. Dopravní prostředek představuje v této práci běžné dopravní letadlo a konstrukci reprezentuje kontejnment jaderné elektrárny. Cílem práce bylo prozkoumání možnosti řešení účinku nárazu dopravního prostředku do stavební konstrukce v programu RFEM a stanovení rozsahu poškození konstrukce na základě numerické simulace.
|
|
| |
|
|
Materiálově nelineární řešení konstrukcí z plastů
Weis, Lukáš ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Králík,, Juraj (oponent) ; Kytýr, Jiří (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zaměřuje na statickou analýzu konstrukcí z plastů se zohledněním nelineárního chování materiálu v závislosti na napětí. Statická analýza je prováděna metodou konečných prvků. V úvodu práce je názorně popsán rozdíl mezi materiálově lineárním a materiálově nelineárním přístupem. Pro numerickou analýzu plastových konstrukcí je vhodné použít skořepinový konečný prvek rozšířený o možnost dalšího dělení na vrstvy a integrační body přes svoji výšku. Samostatné kapitoly se věnují integraci výsledných veličin přes výšku průřezu. Integrace materiálové matice tuhosti korektně zohledňuje vznik excentricity. Část pozornosti je věnována numerickým kvadraturním pravidlům. Následující kapitola se věnuje materiálově nelineárním modelům. Je popsán jednodušší přístup za pomoci izotropně nelineárně elastického modelu, dále je popsán obecný přístup za použití ortotropně plastického modelu. Teoretický popis je doplněn grafickou interpretací kritérií podle jednotlivých autorů. Významná část této práce je věnována algoritmizaci výpočetních postupů. Je provedena v jazyce Fortran do dynamicky linkované knihovny, která je součástí programu RFEM 5, který je široce využíván v technické praxi. Součástí práce je studie srovnávající výkonnost různých technologií použitelných pro algoritmizaci popisované problematiky. Správnost teoretické analýzy materiálových modelů a následné implementace do programu RFEM 5 je ověřena na příkladu ohýbané konzoly. Konstrukce termoplastové nadzemní nádrže je podrobena detailní materiálově lineární, resp. nelineární analýze. Různé přístupy jsou porovnány na výsledcích napětí, deformace a přetvoření. Zvláštní pozornost je pak věnována stabilitní analýze se zohledněním nelineárního materiálového modelu.
|
|
|
Verifikace nelineárních materiálových modelů
Prokš, Tomáš ; Němec, Ivan (oponent) ; Hradil, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá ověřením nelineárního materiálového modelu zeminy FHWA SOIL během smykové zkoušky. Pro řešení nelineární úlohy byl použit software LS-DYNA s explicitní formulací metody konečných prvků. Hodnoty vodorovných posunutí při smykové zkoušce byly porovnány s hodnotami uvedenými vývojáři ověřovaného materiálového modelu. Výrazné rozdíly porovnávaných hodnot vedly k zaměření pozornosti na nastavení materiálového modelu a vliv geometrie, zatížení a typu konečného prvku na sledované hodnoty.
|
|
|
Výpočet plastické únosnosti desek
Rozsypalová, Veronika ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je výpočet plastické únosnosti desek. První část práce je věnována popisu použitých teorií. Jedná se v první řadě o teorii materiálové nelinearity a plasticity, včetně popisu modelů plasticity, které jsou nejčastěji používané v inženýrských analýzách. Dále je naznačena teorie geometrické nelinearity a probrány základní principy výpočtu mezní plastické únosnosti desek. Součástí práce jsou výpočty mezní únosnosti vybraných tvarů desek, jejich řešení jak ručním výpočtem, tak s využitím výpočtového softwaru, a následné vyhodnocení získaných hodnot. V přílohách jsou uvedeny postupy tvorby modelů ve výpočtových programech RFEM a ANSYS.
|
|
|
Verifikace nelineárních materiálových modelů betonu
Král, Petr ; Němec, Ivan (oponent) ; Hradil, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na popis parametrů nelineárních materiálových modelů betonu, které jsou implementovány ve výpočetním systému LS-DYNA, v interakci s provedením nelineárních testovacích výpočtů v systému LS-DYNA na vybraných úlohách, jež jsou tvořeny především simulacemi zkoušek mechanicko fyzikálních vlastností betonu v prostém tlaku a tahu na válcích s uplatněním různých okrajových podmínek a simulací ohybu desky, s následným srovnáním některých výsledků testovacích výpočtů s výsledky experimentu. Obsahem práce je vytvoření vhodných geometrických modelů vybraných úloh, pokrytí těchto geometrických modelů sítí konečných prvků, popis parametrů a aplikace nelineárních materiálových modelů betonu na vybrané úlohy, aplikace zatížení a okrajových podmínek na vybrané úlohy a provedení nelineárních výpočtů ve výpočetním systému LS-DYNA. Vyhodnocení výsledků je provedeno na základě pracovních a zatěžovacích diagramů vycházejících z nelineárních výpočtů se zohledněním vlivu rychlosti deformace a na základě hysterézních křivek vycházejících z nelineárních výpočtů v případě aplikace cyklického zatěžování na vybrané úlohy. Verifikace nelineárních materiálových modelů betonu je provedena na základě srovnání některých výsledků testovacích výpočtů s výsledky získanými z experimentu.
|
|
|
Algorithms for design and analysis of membrane structures
Lang, Rostislav ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Kytýr, Jiří (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
The present thesis deals with membrane structures, focusing on the description of both the inherent physical necessitates which has to be dealt and the algorithms used when developing the FEM software. After introducing physical basis of the individual design and analysis steps, the specific issues associated with these calculation procedures as well as the particular solution processes are described. The first chapter deals with the form finding analysis, which is inherently associated with designing tensile structures. The equilibrium shape is derived from the requirement for the resulting prestress, given boundary conditions and applied external load. However, this process is also generally dealing with a complex task of searching for the equilibrium itself. Therefore, necessary stabilization techniques are an inherent part of the calculation procedures. The selected methods as well as the proposed technique specialized for the calculation of conical membranes are presented. In addition to the given thesis scope, the proposal of an algorithm for dealing with optimizing the shapes of arches and shells is described. In the chapter about the structural analysis, the main focus is given to the phenomenon of membranes wrinkling. This sudden loss of stability, when the compression occurs, strongly affects the structural response. The proposed algorithm is presented, which is modularly applicable to both the elastic and inelastic materials as described in detail. The chapter dealing with the cutting pattern generation process presents the proposal of the selected combination of two existing solution methods. This algorithms sequence focuses on reaching the optimum combination of the calculation speed, generality and precision. The individual chapters are complemented by presenting of the examples analyzed by using the described algorithms, which demonstrate the individual physical or implementation issues and the associated solution procedures.
|
host ::
RSS.