|
|
Sensitivity Analysis of the Material Parameters Obtained from the Measurements
Fuis, Vladimír
The paper deals with sensitivity analysis of the material parameters of the ceramic material on the dispersion of the measured data from the sensors. Material parameters of ceramic material are calculated from a set of destruction tests of ceramic heads of total hip joint replacements. The standard way of calculation of the ceramic material parameters consists in carrying out a set of 3 (or 4) point bending tests of specimens which were cut out from parts of the ceramic material to be analysed. In case of ceramic heads of the prosthesis, it is not possible to cut out specimens of required dimensions because the heads are too small. On that score, a special testing jig was made, in which 40 heads were destructed. From the measured values of circumferential strains of the head’s external spherical surface under destruction (by the sensors – strain gauges), the state of stress in the head under destruction was established using the finite elements method. From the obtained values the material parameters of the ceramic material were calculated using Weibull’s weakest-link theory. The calculated material parameters (Weibull modulus m and normalized volume strength σo, the last material parameter – stress σu is assumed to be equal 0 and corresponds to the conservative approach) has the dispersion and the influence of this dispersion (in our case the dispersion ± 5 % is assumed) is analysed in detail.
|
|
|
Comparing the Results of Probability of Ceramic Head Fracture According to Weibull's Theory with Inclusion of One or Three Principal Stresses
Kovář, J. ; Fuis, Vladimír
This paper focuses on the assessment of probability of ceramic head hip joint endoprothesis fracture.\nThe Weibull's weakest link theory with inclusion of one or all three principal stresses was used for calculations of probability of failure and the results were compared. The test of head of the hip joint endoprothesis according to ISO 7206 was modelled. Three variants were considered. In the first variant, the head of hip joint endoprothesis ended up without any imperfections from ideal geometry. In other two variants, the ceramic head had shape imperfection from nominal conicity. Principal stresses needed for the calculation of probability of failure were calculated by finite element method. The results with the use of linear and quadratic solid elements were compared and better option was chosen for the next calculations. The influence of allowed penetration, density of the mesh on the results of stresses and probability of failure was assessed. The Gaussian quadrature of 13th order was used for integration over the surface of unit hemisphere in space of principal stresses which was needed for computation of probability of failure with inclusion of all principal stresses. The influence of imperfection from nominal conicity on probability of failure of the head hip joint endoprothesis was calculated and the relative difference between the results of Weibull's weakest link theory with the inclusion of one or all three principal stressed was analyzed.
|
|
| |
|
|
Stress-strain analysis of the Gbely drilling tower
Vizváry, Peter ; Kovář, Jaroslav (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
The content of the bachelor's thesis is focused on the stress-strain analysis of a drilling tower located in Gbely. Its main goal is to compile equations of static equilibrium for the analytical solution of the structure and its subsequent numerical verification using the created 3D computational model based on various static loads or changes in the degree of static determinacy. The first part of this work summarizes the theory of the bar and of bar systems, the basic limit states and the finite element method (FEM). The second part contains a search on the history of oil production in Slovakia, its discoverer and the development of deep drilling and production technologies. The third part describes the drilling tower in Gbely. The content of the fourth part is the creation of a 3D computational model of a real structure, which should represent the drilling tower as accurately as possible. The most comprehensive is the fifth part, which consists of the design of a simplified structure, writing the equations of static equilibrium for the analytical solution, creating a 3D computational model for numerical verification of the analytical solution and evaluating the conclusions to which the individual variants of the solution led.
|
|
|
Řešení diferenciální rovnice průhybové čáry pro velké deformace
Šikl, František ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Vaverka, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá deformací nosníku zatíženého základním ohybem pomocí diferenciální rovnice průhybové čáry. Práce je rozdělená do čtyř částí, kde v první části je odvozen obecný tvar diferenciální rovnice průhybové čáry, který vychází z jednoduché geometrie a matematických aproximací. V druhé části si popíšeme základní metody řešení diferenciální rovnice průhybové čáry pro velké deformace pro jednoduché případy, kde musíme použít nelineární tvar již zmíněné rovnice, ale zmíníme i metody, které se dají použít pro specifické případy. Ve třetí části jsou naprogramovány dvě numerické metody, které se dají použít pro řešení velkých deformací prutu. V poslední části je popsán rozdíl mezi lineární rovnicí průhybové čáry, která je zjednodušená a je běžně vyučována, a mezi nelineární diferenciální rovnicí druhého řádu. Hlavním údělem práce je jakési porovnání používaných metod pro určení deformace prutu a určení míry zatížení, kdy lze použít zjednodušenou diferenciální rovnici průhybové čáry, a kdy už naopak ne. Důležité je ovšem zmínit, že numerické řešení nelze využít vždy, proto ukázka bude provedena na triviálním příkladu.
|
|
|
Calculation of the probability of the ceramic component failure according to the Weibull’s weakest link theory
Kučerková, Miroslava ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Kovář, Jaroslav (vedoucí práce)
Weibull weakest link theory is used to determine the probability of failure of ceramic components. This bachelor thesis examines the cylindrical body, beams and rotating circular and intercircular disc. In these bodies it is possible to identify course of the stress in an analytical way. The research part of the work approaches ceramic materials in terms of their structure, composition, method of production or mechanical properties. From a theoretical point of view, Weibull weakest link theory for uniaxial and triaxial stress in the body is described and required relations for further calculations are given here. In the second part, the probability of failure of previously mentioned models is calculated. Beams are stressed by a simple and four - point bending. The impact of the body size on the probability of failure is also analyzed. The cylindrical body is solved for different variants, which are compared afterwards. At last, the effect of operating speed on the probability of failure of the rotating circular and intercircular disc is investigated.
|
|
| |
|
|
Napjatostně deformační analýza mostu ve Starém Městě u Frýdku-Místku
Janík, Rostislav ; Profant, Tomáš (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
V této bakalářské práci je rozpracována napjatostně deformační analýza skutečného železničního mostu. Konstrukce mostu je modelována jako rovinná prutová soustava. První část práce se zabývá rešerší, která zahrnuje získání informací z teorie potřebné k řešení dané problematiky. Další část se věnuje analytickému řešení staticky určité i neurčité varianty konstrukce pro zatížení mostu vlastní tíhou a také pro zatížení při průjezdu vlaku. V následující části jsou výsledky analytického řešení numericky verifikovány v programu ANSYS. V poslední části je vyhodnoceno riziko ztráty vzpěrné stability pro všechny varianty zatížení.
|
|
|
Stress-strain analysis of the railway bridge
Al-Qubati, Ali Mohammed Ali Hasan ; Vaculka, Miroslav (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
This thesis was mainly about Analyzing the stresses and strain of a railway bridge which is an example of a truss structure. The thesis was divided into three main part. The first part is introducing the theory and the important relations that will help us through the whole thesis. The second part is analyzing the bridge and calculating the safety factors with and without the train. Last part is about comparing the results from the analytical way with the results from the numerically using ANSYS.
|
|
|
Napjatostně deformační analýza silničního mostu přes řeku Orlici
Adamec, Tomáš ; Hájek, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Hlavním tématem této bakalářské práce je napjatostně deformační analýza silničního mostu přes řeku Orlici v Třebechovicích pod Orebem. V první části je teoretický úvod do prutových soustav a pružnosti pevnosti. V druhé části je popsána geometrie mostu. V třetí části je tvorba 2D modelu prutové soustavy, zatížení a popis výpočetního algoritmu. Třetí část je zaměřena na výpočet a interpretace výsledků. V páté části je provedena verifikace čtvrté části. V šesté části je popis výpočtu 3D prutové soustavy.
|
host ::
RSS.