Original title: Statika, dynamika a kinematika kontaktů těles
Translated title: Statics, dynamics and kinematics of multibody contacts
Authors: Štekbauer, Hynek ; Kala, Jiří (referee) ; Krejsa, Martin (referee) ; Němec, Ivan (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta stavební
Abstract: [cze] [eng]
Disertační práce se věnuje problematice dynamického kontaktu a kinematických vazeb mezi různými entitami a s ní spojenou implementací pro statickou a dynamickou konečnoprvkovou analýzu. Důvodem vývoje v této oblasti jsou vzrůstající nároky na funkcionalitu MKP systémů a rovněž přesnost a rychlost výpočetních modelů. V práci je nejprve řešena problematika vynucení kontaktních podmínek v explicitní dynamice. Jsou navrženy nové metody s ohledem na stabilitu explicitního časového integračního schématu tak, aby nebyla potřeba zmenšovat výpočetní časový krok, ladit vstupní veličiny či řešit rozsáhlý systém rovnic. Přístupy vychází buď ze základních kinematických principů, nebo ze zákona zachování mechanické energie. Dále je pozornost věnována různým typům vazbových podmínek mající široké využití ve stavební praxi. Jejich porozumění je výchozím bodem pro následnou definici nově navrženého konečného elementu kladky. Správnost všech teoreticky navržených metod a jejich implementace je demonstrována na numerických příkladech. The dissertation deals with the problem of dynamic contact and kinematic constraints between various entities and the related issues of its implementation for static and dynamic finite element analysis. The reason for the development in this area is the increasing demands on functionality of FEM softwares and also accuracy and performance of computational models. Firstly, the problem of enforcing contact conditions in explicit dynamics is addressed. New methods are proposed with respect to the stability of the explicit time integration scheme so that there is no need to reduce the computational time step, adjust the input variables or solve a large system of equations. These methods are based either on basic kinematic principles or on the energy conservation law. Furthermore, attention is paid to different types of constraint conditions having a wide application in civil engineering practice. Understanding them is the starting point for the subsequent definition of the newly designed finite element of the pulley. The correctness of all theoretically proposed methods and their implementation is demonstrated by numerical examples.
Keywords: Contact; contact constraints; explicit dynamics; finite element method; method of Lagrange Multipliers.; penalty method; pulley element; explicitní dynamika; kladkový element; Kontakt; kontaktní vazby; metoda konečných prvků; metoda Lagrangeových multiplikátorů.; penaltová metoda

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/210566

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-527663


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses