|
|
Asynchronous time integration while achieving zero interface energy
Dvořák, Radim ; Kolman, Radek ; Falta, J. ; Neühauserová, M.
This contribution deals with an asynchronous direct time integration of the finite-element model. The proposed method is applied to the phenomenon of wave propagation through an elastic linear continuum. The numerical model is partitioned into individual subdomains using the domain decomposition method by means of localized Lagrange multipliers. For each subdomain, different time discretizations are used. No restrictions for relation between subdomain’s time steps are imposed. The coupling of the subdomains is forced by an acceleration continuity condition. Additionally, we use the a posteriori technique to also provide the displacement and velocity continuity at the interfaces, and hence we obtain exact continuity of all three kinematic fields. The proposed method is experimentally validated using the modified SHPB (split Hopkinson pressure bar) setup.
|
|
|
Stress-strain analysis of the LKDS800 frame
Tománek, Jiří ; Vlk, Miloš (referee) ; Vosynek, Petr (advisor)
This diploma thesis deals with frame of the two-point crank press LKDS800, which was designed by company ŽĎAS a.s. Frame is welded construction creating the base of the press which has mass approximately 90 tonnes. Aim of this study was to perform strain-stress analysis of the frame. From obtained results perform optimization of mass this frame leading to reduce material costs and machining. In the process is frame loaded by nominal forces from the shearing process, under its own weight and inertia forces caused by moving components. As a result of the dynamic loading in welded joints there are risks of fatigue fracture. The manufacturer of the press is required to find the most loaded welded joint and it to assess the fatigue life.
|
|
|
Strain stress analysis of BS splint
Řehák, Kamil ; Fuis, Vladimír (referee) ; Florian, Zdeněk (advisor)
This master‘s thesis deals with strain-stress analysis of hip joint together with the final applied total endoprosthesis with Burch-Schneider cage. The main point of my work was to find the solution of stress–strain analysis state, which has been mentioned before in connection with Burch-Schneider cage. I describe the technique of geometric creation of whole body system, component´s materials or conditions which are neccessary for calculation. In coclusion there are results achieved in variants. In the first option the case of bone tissue was considered, which don’t reach degradation mechanical properties effect straining under Burch-Schneider cage. In some cases when the bone tissue is untimely forced, the necrosis of bone tissue takes place under Burch-Schneider cage. This possibility is described in the second option of type. For every option there was a case which was calculated with applied screw or without it. In all option mechanical features of cancellous bone tissue and their change influence on achieved results were considered. This problem was solved computational simulation in commercial software Ansys Workbench 12.0.
|
|
|
Description of the slow crack growth in polymer materials
Trávníček, Lukáš ; Nezbedová,, Eva (referee) ; Padovec,, Zdeněk (referee) ; Hutař, Pavel (advisor)
Požadovaná životnost plastových trubek používaných v tlakových systémech je 50 let. Zároveň je však vyvíjen tlak na použití recyklovaných materiálů, které mají podstatně horší mechanické vlastnosti a samotné je pro výrobu tlakových polymerních potrubí nelze použít. Tyto dvě protichůdné podmínky jdou skloubit pomocí trubky vytvořené z více vrstev, kde pro kritické časti, kterými jsou vnější a vnitřní povrch, je použit moderní odolný materiál. Na druhou stranu pro střední vrstvu, jejíž mechanické vlastnosti nejsou tak důležité z pohledu dlouhodobé životnosti, je možno použit materiál recyklovaný. Hlavním cílem této práce je navrhnout geometrii popsaného vícevrstvého potrubí s využitím recyklovaného materiálu při zachování minimální požadované životnosti. Životnost polymerních trubek je poměrně náročné testovat za běžných provozních podmínek z časových důvodů. Je však možné ji odhadnout, neboť nejčastější mechanismus poškození je pomalé šíření trhliny. Metodika odhadu životnosti využívá parametrů lineární elastické lomové mechaniky pro popis šíření těchto trhlin. Důležitou součástí je pak simulace šíření trhliny v trubce metodou konečných prvků se zohledněním různých typů zatížení, kterým je trubka v provozu vystavena. Mezi tyto zatížení patří reziduální napětí a zatížení způsobené tíhou zeminy, dopravou nebo kameny, pokud je trubka zakopána. Pro určení reziduálního napětí byla vyvinuta metodika, která využívá kombinace experimentů a numerického modelování a která byla také použita. Případ zakopané trubky je také simulován pomocí metody konečných prvků. Část práce je věnována měření rychlosti šíření creepové trhliny pomocí CRB testů (cracked round bar) a následnému vyhodnocení experimentálních dat. Rychlost šíření creepové trhliny spolu s kombinací s výsledky numerického modelování bude použita pro stanovení odhadu životnosti vícevrstvé polymerní trubky obsahující recyklovaný materiál.
|
|
|
Electromagnetic field calculation of Induction machine for different mechanical load
Hetflajš, Martin ; Kurfűrst, Jiří (referee) ; Skalka, Miroslav (advisor)
This bachelor’s thesis deals with an analysis of the induction machine electromagnetic field distribution with real parameters. Whole analysis was done for three point of the mechanical load by finite element method in ANSYS. In the next part is described a basic theoretically research of the electromagnetic field and also preliminary survey of the numeric method for FEM. This thesis also contains an analysis of electromagnetic model of analyzed induction machine with detailed description of each analysis step and in conclusion the results summary was done.
|
|
|
Passive compensation of a thermal deformation for a machine tool
Šabart, Adam ; Marek, Jiří (referee) ; Hermanský, Dominik (advisor)
This master thesis deals with passive compensation of a thermal deformation for a binder of portal machining center. The problem is solved by computational modeling with finite element method using ANSYS Workbench software. Afterwards mathematical optimization (also using ANSYS Workbench software) is used for finding binder parameters in order to reduce thermal deformation and its weight. The output is two new versions of binder which are compared to the original configuration.
|
|
|
Dynamic analysis of an in-line arranged cylindrical chimney
Harazim, Petr ; Kanický, Viktor (referee) ; Salajka, Vlastislav (advisor)
The diploma thesis deals with the response of a steel smokestack structure to wind loads. A detailed computational model implementing the finite element method was created in accordance with the available drawing documentation. The new smokestack was placed next to an existing one, thus it can be assumed that these two structures will affect each other. The thesis also elaborates on the problems of aerodynamic and aeroelastic stability of the earlier smokestack; in particular, the occurrence of vortex shedding in resonance with eigenfrequency of the structure, with the use of the program ANSYS CFX. The evaluation of the structure includes survey of the strength and deflections of the structure. The calculations are in accordance with valid ČSN EN norms.
|
|
|
Computational simulation of cross-roll leveling of rods
Benešovský, Marek ; Vrbka, Jan (referee) ; Petruška, Jindřich (advisor)
Final thesis describes two variants of computational models to simulate cross-roll leveling of rods, which are based on the Lagrangian approach to describe the continuum. Implementation of both variants was performed in ANSYS software, and their main difference lies in the choice of the type of elements for the discretization. An integral part of this thesis is the description of the principle, which is an evaluation of the curvature of the rod after completion of the simulation leveling. In the other part of the work are presented the results, which are then compared with realized experiment and simulation algorithm for cross-roll leveling based on the Euler approach. The final part is dedicated to the optimal settings of the leveller.
|
|
|
Optimization of concrete structures using stochastic optimization methods
Slowik, Ondřej ; Pukl,, Radomír (referee) ; Novák, Drahomír (advisor)
The thesis focuses the reader on the sense of optimization and its importance for civil engineering. It outlines the principles used by some optimization methods and discusses the possibility of combination of any type of methods LHS with other optimization method. The result is a new type of optimization method named Nested LHS described in the text of the third chapter. The fifth chapter applies some of the lessons learned to solve practical optimization problem - reinforced concrete bridge solved by nonlinear finite element analysis using pseudostochastic optimization method LHS mean.
|
|
|
Assessment of thermo-mechanical fatigue of exhaust manifold
Košťál, Josef ; Petruška, Jindřich (referee) ; Šebek, František (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá posouzením tepelně-mechanické únavy výfukového potrubí. Nejprve byla provedena rešeršní studie, ve které je rozebrán fenomén tepelně-mechanické únavy. Byly prezentovány hlavní mechanismy poškození a přístupy k jejich modelování. Diskutována byla i specifická chování materiálu vystavenému tepelně-mechanickému zatěžování. Byl vypracován přehled vhodných modelů materiálu a modelů únavové životnosti společně s algoritmem predikce tepelně-mechanické únavy komponenty. Poté byl tento teoretický základ aplikován na praktický případ výfukového potrubí podléhajícího tepelně-mechanickému zatěžování. Dva tepelně závislé elasto-plastické modely materiálu byly nakalibrovány a validovány na základě experimentálních dat. Byl vytvořen diskretizovaný konečnoprvkový model sestavy výfukového potrubí. Model tepelných okrajových podmínek byl předepsán na základě výpočtů ustáleného sdruženého přestupu tepla. Slabě sdružená tepelně-deformační úloha byla vyřešena metodou konečných prvků pro oba modely materiálů. Bylo použito paradigma nesvázaného modelu únavy, které je vhodné pro nízkocyklovou únavu. Životnost byla tedy vyhodnocena jako součást post-procesoru. Použity byly dva modely únavové životnosti – energeticky založený model a deformačně založený model. Získané hodnoty životnosti byly porovnány vzhledem k použitým modelům materiálu a modelům únavové životnosti. Nakonec jsou diskutovány závěry této práce, oblasti dalšího výzkumu a navrženy možnosti na zlepšení použitých přístupů.
|
guest ::
