|
|
Stress and strain analysis of skull implant
Chamrad, Jakub ; Valášek, Jiří (referee) ; Marcián, Petr (advisor)
To, jak se bude implantát chovat v lebce, je velmi důležitým faktorem, který ovlivňuje jeho funkci. K ovlivnění dochází především vnějšími silami a nitrolebečním tlakem. Tato zatížení mohou způsobit pohyb implantátu a poškození živých tkání. Tato práce shrnuje poznatky a analýzy, týkající se rekonstrukce poranění lebky. Srovnání implantátů z různých materiálů a fixátorů je založené na napěťově-deformační analýze implantátu, zatíženého vnějšími silami a nitrolebečním tlakem.
|
|
|
Analysis suggestion for vehicle scanning method
Bayer, Jan
An analytical approach is suggested that can be conveniently applied in the framework of the Vehicle scanning method (VSM). It assumes that the modal parameters of a bridge will be imported from a finite element (FE) program into MATLAB, where the structural response caused by a moving mass and a moving spring mass is solved using coupling equations and numerical integration. A mathematical formulation of the solution is presented together with a short numerical case study that compares the results to a traditional closed form solution. It is shown that when comparing both forms of analysis the suggested approach is more accurate in the case of slow velocities of the passing sprung mass. Other advantages are that the method allows for the mass of the vehicle or (tractor) towing vehicle and a damping \nto be included in the calculation. The user-friendly preprocessing in commercial FE programs can also be considered an advantage.
|
|
|
Scalable thermal model of a transistor package
Klement, Matej ; Junasová, Veronika (referee) ; Otáhal, Alexandr (advisor)
Diplomová práca popisuje problematiku simulovania ohrievania diskrétnej súčiastky tranzistoru v rámci jeho vlastného zapuzdrenia. V práci boli popísané dve metódy merania teplotného odporu na základe informácií z noriem organizácie JEDEC. Model tranzistoru bol simulovaný pomocou metódy konečných prvkov v programe Ansys ICEPAK so sledovaním teploty spoju voči teplote puzdra. Časovou simuláciou ohrievania v kombinácií s menením parametrov bola vytvorená sada ohrievacích kriviek pre všetky konfigurácie tranzistoru. Ohrievacie krivky boli transformované na spektrum časových konštánt na základe algoritmov popísaných v normách JEDEC. Tieto algoritmy boli pre účely diplomovej práce implementované v programovacom jazyku Python. Jednotlivé časové spektrá boli zjednodušené do dvoj-prvkovej teplotnej siete v prevedení Foster-typu. Všetky tieto teplotné siete boli ďalej transformované do teplotnej siete Cauer-typu. Pre každý parameter v parametrickej simulácii boli vytvorené interpolačné funkcie hodnôt teplotných sietí. Na základe interpolačných funkcií bol vytvorený škálovateľný teplotný model, ktorý bol následne simulovaný v programe LTSpice a jeho výsledky porovnané s výsledkami zo simulácie metódy konečných prvkov.
|
|
|
Estimation of mechanical properties of thin films using numerical modelling of experimental tests
Tinoco Navarro, Hector Andres ; Jančo,, Roland (referee) ; Klusák,, Jan (referee) ; Hutař, Pavel (advisor)
Testování tenkých filmů pomocí "Bulge testu" je experimentální technika která zahrnuje použití numerických a analytických přístupů k charakterizaci mechanických vlastností tenkých vrstev. Tato práce se zabývá některými omezeními nalezenými v klasických modelech, které popisují chování tenkých vrstev podrobených tomuto testu. Za tímto účelem byly vyvinuty nové modely a numerické strategie pro stanovení různých mechanických vlastností jednovrstvých a dvouvrstvých tenkých vrstev za odlišných strukturních podmínek, jako je elasticita, plasticita a lom. Kombinací metody konečných prvků a klasických analytických řešení byly navrženy a ověřeny různé metodiky pro výpočet elastických vlastností (E a v), zbytkových napětí, meze kluzu a lomové houževnatosti. Mechanické vlastnosti filmů z nitridu křemíku, hliníku a zlata byly charakterizovány pomocí experimentálních dat o zatížení-průhybu získaných z měření. Stanovené vlastnosti vykazovaly uspokojivou shodu s což potvrdilo, že metody navržené v této práci mohou být užitečné pro odhad mechanických vlastností se známými materiálovými vlastnostmi tenkých vrstev.
|
|
|
Finite element solution of axially loaded bars using quadratic element
Janáčik, Lukáš ; Halabuk, Dávid (referee) ; Vaverka, Jiří (advisor)
This bachelor thesis describes an algorithm for programming finite-element model with quadratic elements for axial loaded bar. In the introduction, we define the basic concepts of mechanics of materials, which are used in this thesis and are necessary to understand problems, for which finite element method was formulated. The thesis clarifies a transition from basic differential equation to weak formulation, which is the base of finite element method. We define element matrices and describe transition to global matrices, relating to the whole body. Then describe implementation of boundary conditions and postprocessing of the results, necessary for calculation and displaying of other unknowns. In the practical part, 3 illustrative problems are presented and calculated numerically in FEM solver using Matlab, analytically and in software ANSYS Workbench. Results are then compared and evaluated. Problems have different boundary conditions (linear axial load, tempered cross section, statically indeterminate fixation). Results of displacement and normal stress for programmed solver are identical to those from Ansys (using the same settings) and analytical solution (after more elements are added, if necessary). Problem with tempered cross section was simulated in Ansys using plain stress, because the program can’t define bar with tempered cross section. This revealed sheer stress contained in parts of cross section further from centreline, which are not calculated in our FEM solver and in some cases might be significant.
|
|
| |
|
|
Design and Optimization of High-Torque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Motor
Knebl, Ladislav ; Rafajdus,, Pavol (referee) ; DUŠEK,, Jiří (referee) ; Vítek, Ondřej (advisor)
Vysokomomentový asistovaný synchronní reluktanční motor může být, soudě podle nízkého počtu publikovaných článků, stále považován za relativně málo prozkoumané téma výzkumu. Tato ale i další výhody, jako nízká výrobní cena a vysoká hustota výkonu poutají pozornost výzkumných pracovníků. Navzdory tomu, že tento druh motoru je zajímavější z pohledu konvenčních nebo vysokootáčkových aplikací, tak se i trakční aplikace dostávají do popředí s tím, jak jsou objevovány vlastnosti tohoto motoru. Tato práce se zaměřuje na návrh tohoto typu motoru pro pohon lodi, který je navržen aby dosahoval vysokého momentu při nízkých otáčkách. Aplikace je definována výkonem 55 kW při 150 otáčkách za minutu a použitím levných feritových magnetů s cílem nízké ceny motoru. Návrh motoru je úzce propojen s optimalizačními algoritmy aby bylo dosaženo co nejlepšího výkonu v daném objemu stroje. Navzdory tomu, že návrh samotný je velice zajímavým tématem, tak práce deklaruje další teze, které jsou rovněž zajímavé a důležité. Vzhledem k tomu, že je práce zaměřena i na optimalizaci, tak prvním cílem práce je porovnání různých optimalizačních metod. V této práci jsou nejenom že různé druhy optimalizačních algoritmů, samoorganizující migrující algoritmus a genetický algoritmus, porovnány, ale jsou zde porovnány i různé optimalizační metody. Metoda založená na definování preferenčního vektoru a ideální multi-objektivní metody jsou v rovněž v této práci srovnány. Tyto algoritmy jsou srovnány v případě více optimalizovaných parametrů. Dalším scénářem pro porovnání ideálních multi-objektivních algoritmů je ten s menším počtem parametrů. Posledním cílem práce je laboratorní měření navrženého optimalizovaného stroje, které rovněž představuje další set výzev v této práci, které jsou diskutovány v poslední kapitole této práce.
|
|
|
Minimally invasive stabilization of posterior pelvic ring injuries with a transiliac internal fixator and two iliosacral screws: comparison of outcome and biomechanics
Salášek, Martin ; Pavelka, Tomáš (advisor) ; Džupa, Valér (referee) ; Plánka, Ladislav (referee)
Introduction: Vertically unstable sacral transforaminal fractures can be stabilized both with a transiliac internal fixator (TIFI) or iliosacral screws (IS). Goals: 1. comparison of radiological and clinical results between dorsal pelvic segment stabilization with TIFI, IS respectively, 2. evaluation and comparison of biomechanical parameters of TIFI and IS construct. Material and methods of clinical study: Prospective study, both TIFI and IS group had 32 patients, the most of injuries were assessed as type C1.3, only patients with a high-energy mechanism of injury were included. Radiological results were evaluated according Matta, clinical results according Majeed score, Pelvic Outcome Score. Categorical data were evaluated by two-sided Fishers exact test or Pearson's χ2 test, continuous data by Student's t-test, a test result with p <0.05 was considered as statistically significant. Methods of biomechanical study: Using CT images, finite element model of the pelvis was developed. Pohlemann type II fracture was simulated and fixed either with TIFI or two IS. The sacral base was loaded vertically (250-500 N), displacement magnitudes on medial and lateral fracture surface and the maximum bone stress were calculated. The intact pelvis was used as a reference. Stiffness was determined by linear...
|
|
|
Preference Based And Ideal Multi-Objective Optimization Applied On Hightorque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Machine
Knebl, Ladislav
This paper introduces comparison of optimization algorithms applied on high-torqueferrite-assisted synchronous reluctance machine. The comparison is focused not solely on two algorithmswithin the same multi-objective optimization approach - preference based or ideal, but also oncomparison of these two approaches. The genetic algorithm and self-organizing migrating algorithmin both approaches are used to find optimal solution. The optimization goal is an optimal parametercombination to achieve the highest torque and power factor, while developing the lowest torque ripple.The optimized design will be evaluated by the 2D finite element analysis in steady-state analysis.
|
|
|
Workshop mobile handling table
Macejka, Andrej ; Špička, Jiří (referee) ; Škopán, Miroslav (advisor)
This diploma thesis is concerned with the design of lift table with hydraulic actuator system. Lift table is supposed to perform vertical motion and tilting the upper desk in horizontal axis. In background research are explored various suitable movement mechanisms and types of actuating systems. After choosing the right mechanism type for lifting and tilting, actuating system and various design components the force and strength calculations are performed analytically and by finite element analysis. The hydraulic schema, 3D model of assembly and drawings are made.
|
guest ::
