Original title: Mikro-prutové struktury s proměnným průměrem prutu
Translated title: Micro-lattice structures with variable strut diameter
Authors: Brulík, Karel ; Jaroš, Jan (referee) ; Červinek, Ondřej (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2023
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Díky svým specifickým vlastnostem mají mikro-prutové struktury velký potenciál pro využití v aplikacích uvažujících absorpci energie. Ukazuje se, že běžné mikro-prutové struktury s konstantním objemovým podílem je možné navrhovat pro předem známé množství absorbované energie. V reálných aplikacích však často předem známé není. Proto se jako perspektivnější jeví využití struktur s proměnným objemovým podílem, které lze navrhovat pro širší škálu působících energií. Cílem této práce bylo porovnání mikro prutových struktur s proměnným průměrem prutu, vyrobených z nerezové oceli 316L technologií selective laser melting, z hlediska schopnosti absorpce energie. Za tímto účelem byly vyrobeny dva typy struktur – F2BCC a F2BCC_45, oba v konfiguracích s konstantním, plynule proměnným a skokově proměnným průměrem prutu. Struktury byly následně dynamicky zatěžovány pomocí pádového testu, jehož výsledky byly popsány průběhem deformace a sil v čase. Větší množství absorbované energie bylo naměřené u struktur typu F2BCC_45, a to až o 73 % v závislosti na konfiguraci struktury. Výsledky odhalily, že proměnný průměr prutu nemá velký vliv na množství absorbované energie, ale výrazně snižuje vzniklé rázy, dle typu a konfigurace struktury až o 54 %. Tato práce přináší komplexní pohled na deformační a napěťové charakteristiky obou typů struktur, a především porovnání vlivu proměnného průměru prutu. Due to their specific properties, micro-lattice structures have a great potential for use in energy absorption applications. It turns out that conventional micro-lattice structures with constant volume fraction can be designed for a known amount of absorbed energy. In real applications, however, we often do not know it in advance. Therefore, the use of functionally graded micro-lattice structures, which can be designed for a wider range of applied energies, appears to be more promising. The aim of this work is to compare micro-lattice structures with variable strut diameter made from 316L stainless steel by Selective Laser Melting technology in terms of energy absorption capability. For this purpose, two types of structures, F2BCC and F2BCC_45, were fabricated, both in configuration with constant, continuously variable and stepwise variable strut diameter. The structures were subsequently dynamically loaded using a drop-weight test, the results of which were described by the time history of deformation and forces. The greater amount of absorbed energy was measured for structures of type F2BCC_45, up to 73 % depending on the configuration of the structures. The results revealed that the variable strut diameter does not have a large effect on the amount of absorbed energy, but it significantly reduces the shock generated, up to 54 % depending on the type and configuration of the structure. This thesis provides a comprehensive view of the deformation and stress characteristics of both types of structures, and in particular a comparison of the effect of variable strut diameter.
Keywords: 316L; drop-weight test; energy absorption; Micro-lattice structures; Selective Laser Melting; variable strut diameter; 316L; absorpce energie; Mikro-prutové struktury; proměnný průměr prutu; pádový test; Selective Laser Melting

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/11012/211661

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-615045


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