Original title: Výpočtový model dynamického zatěžování mikro-prutové struktury vyrobené technologií Selective Laser Melting
Translated title: Numerical model of lattice structure under dynamic loading made by Selective Laser Melting technology
Authors: Červinek, Ondřej ; Maňas, Pavel (referee) ; Vrána, Radek (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2018
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
V současnosti se pro tlumení velkých rázů mechanické energie v dopravním průmyslu využívají především absorbéry ze speciálních profilů. Pro vysoce specializované aplikace je vhodné využít komponenty, které jsou přesně navrženy pro cílený druh deformace. Příkladem těchto dílů jsou průmyslově vyráběné kovové pěny nebo mikro-prutové struktury vyráběné technologií SLM. Tato práce se zabývá predikcí nízko-rychlostního dynamického zatěžování BCC mikro-prutové struktury vyrobené z hliníkové slitiny AlSi10Mg technologií SLM (SLM 280HL). Pro tento účel byla vytvořena dynamická MKP úloha mikro-prutové struktury, která byla doplněna o model materiálu struktury BCC, který byl získán na základě mechanického testování. Reálná geometrie testovaných vzorků, získaná na základě optického měření (Atos Triple Scan III), byla dále implementována do výpočtového modelu. Experiment dynamického zatěžování BCC struktury byl proveden na pádovém testeru. Chování strukturovaného materiálu při pádovém testu bylo popsáno průběhem deformace a sil reakce v čase. Pro plošné zatěžování dynamické MKP simulace a experimentu bylo dosaženo porovnatelných výsledků. Zahrnutí výrobních fenoménů v simulaci vedlo ke zvýšení přesnosti a shody s experimentem. Tím byl vytvořen nástroj pro testování vlivu změny geometrie na mechanické vlastnosti. Pro dosažení přesnějších výsledků u zatížení průrazem je třeba modifikovat model materiálu o reálné přetvoření materiálu v místě porušení testovacích těles. For the purpose of mechanical impact energy absorption in the transport industry are mainly used special profile absorbers. For highly specialized applications is required to use components that are designed for specific kind of deformation. Example of these parts are industrial-made metal foams or micro-lattice structures produced by SLM technology. This paper focuses on low-velocity dynamic loading prediction of BCC micro-lattice structure made of aluminum alloy AlSi10Mg by SLM technology (SLM 280HL). For this purpose dynamic FEM simulaton of the micro-lattice structure was developed, supplemented by model of BCC structure material obtained from mechanical testing. Real geometry of tested samples obtained from optical measurement (Atos Triple Scan III) was further implemented in the numerical model. Dynamic BCC structure load experiment was performed on a drop-weight tester. Behavior of structured material in drop-weight test was described by the course of deformation and reaction forces over time. Comparable results were obtained for flat loading of dynamic FEM simulation and experiment. Inclusion of production phenomena in simulation led to increased accuracy and compliance with experiment. Tool for testing the effect of geometry change on mechanical properties was created. To achieve more accurate results with puncture load, it is necessary to modify the material model with real material deformation at test sample failure.
Keywords: BCC structure; drop-weight test; finite element method (FEM); lattice structure; mechanical testing; Selective laser melting (SLM); BCC struktura; mechanické testování; metoda konečných prvků (MKP); pádový test; příhradová konstrukce; Selective laser melting (SLM)

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/11012/83092

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-579000


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