|
|
Výpočtová simulace tlakové zkoušky kovové pěny s otevřenými buňkami
Homola, Václav ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtovou simulací tlakové zkoušky niklové pěny, jejíž model geometrie je sestaven na základě zpracování mikro-CT snímků reálného vzorku. Simulace tlakové zkoušky byla provedena s využitím explicitního řešiče v SW LS-DYNA, jejímž výstupem byla jak deformačně-napěťová odezva pěny, tak její deformovaná síť určená pro další analýzu. V rámci simulace tlakové zkoušky byly provedeny citlivostní studie, pomocí nichž bylo vybráno optimální nastavení modelu poskytující co nejlepší shodu deformačně–napěťové odezvy s experimentem. V dalším kroku byla provedena simulace tahové zkoušky v prostředí ANSYS Classic, jejímž cílem bylo určit moduly pružnosti ve třech navzájem kolmých směrech niklové pěny stlačené na různou úroveň. Provedené simulace odhalily relativně velkou míru anisotropie pěny z pohledu modulu pružnosti v tahu. Lze konstatovat, že dostupná experimentální data korespondují velmi dobře s numerickým odhadem elastických vlastností studované pěny (do určité míry jejího stlačení). V práci byl rovněž analyzován vliv velikosti použitých prvků na vypočtené moduly pružnosti, kde se ukázalo, že rozdíl mezi jemnou a hrubou sítí není zanedbatelný a je tudíž nutné věnovat volbě velikosti sítě patřičnou pozornost. Na základě této studie byla doporučena optimální úroveň diskretizace a celkové nastavení modelu pro dosažení co nejlepší shody modelu s experimentem.
|
|
|
Optimalizace modálních vlastností tělesa obtékaného vzduchem
Matějka, Jan ; Švancara, Pavel (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá analýzou dynamické odezvy obtékaného prutového tělesa, které je buzeno silovým působením vznikajícím při odtrhávání Karmánových vírů. V práci je navržen způsob realizace prutového tělesa, který zabrání vzniku rezonančních stavů a tím sníží negativní dopad silového působení na obtékané těleso. Způsob, jak zamezit vzniku rezonančních stavů, spočívá ve změně modálních vlastností prutového tělesa „za provozu“, a to změnou hmotnosti prutového tělesa v určitých jeho částech (komorách). Cílem práce bylo nalézt vhodné konfigurace rozložení přídavné hmotnosti (od média) v závislosti na rychlosti proudění vzduchu tak, aby silové působení Karmánových vírů mělo na analyzované prutové těleso minimální dopad.
|
|
|
Numerická simulace porušování keramických pěn při mechanickém zatížení
Hanák, Jiří ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá numerickou simulací porušování keramických pěn s otevřenou strukturou buněk a porozumění podmínek pro vznik porušení při různých způsobech mechanického namáhání. Pro tyto účely bylo využito tzv. sdružené energeticko-napěťové kritérium. Motivací práce bylo vytvořit model schopný co nejpřesnější predikce pevnosti keramické pěny při mechanickém zatížení v porovnání s experimentem. První část práce je věnována výkladu teoretických pokladů nutných pro řešení daného problému. Konkrétně jsou zmíněny způsoby modelování pěnových materiálů, základy lineární elastické lomové mechaniky (LELM) a podstata sdruženého energeticko-napěťového kritéria použitého pro definici iniciace trhliny. V druhé části práce jsou provedeny numerické MKP analýzy, jejichž výsledkem je stanovení podmínek nutných pro vznik porušení trámečku pěnové struktury. Tyto poznatky byly následně využity pro sestavení algoritmu numerické simulace mechanické zkoušky pěnového materiálu s pravidelnou architekturou buněk. Výstupy numerických simulací jsou v závěru práce porovnány s výsledky z experimentů (tlakových zkoušek) provedených na reálných Al_2 O_3 pěnách připravených 3D tiskem a poskytnutých Ústavem fyziky materiálů Akademie věd České republiky. Lze konstatovat, že bylo dosaženo dobré shody mezi výsledky obou přístupů a predikce mechanické pevnosti keramické pěny poskytovaná vytvořeným modelem je zatím nejpřesnějším odhadem z dosud publikovaných přístupů.
|
|
|
Studium napěťových stavů v plazmaticky nanášených termálních bariérách
Lacina, Zdeněk ; Slámečka, Karel (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem napěťových stavů v plazmaticky nanášených termálních bariérách. V programu Ansys byl vytvořen dvourozměrný výpočtový model termální bariéry, na kterém bylo simulováno ochlazování termální bariéry z provozní teploty na teplotu pokojovou. Následně bylo studováno rozložení napětí v keramické vrstvě. Výstupem práce je popis vlivu drsnosti povrchu, amplitudy a TGO vrstvy na napětí v keramické vrstvě termální bariéry. Ke zpracování výsledků byl použit program Matlab.
|
|
|
Napjatostně deformační analýza mostu v Třineckých železárnách
Ščerba, Bořek ; Skalka, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
V této práci je rozpracována napjatostně deformační analýza vybrané prutové konstrukce. Prvním bodem práce je rešerše, která obnáší získání co největšího množství informací o konstrukci, například její rozměry, zatížení, využití, historii apod. Následuje sestavení výpočtových modelů, které jsou vytvořeny s různým stupněm zjednodušujících předpokladů. Základem jsou dva výpočtové modely pro analytický výpočet – staticky určitý a staticky neurčitý. Na těchto modelech jsou analyzovány pomocí metod obecné pružnosti a pevnosti dva zátěžné stavy, kdy je konstrukce nejdříve zatížena pouze vlastní tíhou a následně po ní projíždí vozidlo. Staticky neurčitý model je následně verifikován numerickým výpočtem metodou konečných prvků (MKP).
|
|
|
Comparison of mechanical properties of bolts with various surface treatment and upon consideration of their operation on the safety limit
Krško, Peter ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with issues of critical bolt joints tightening on the safety limit. The aim of this work is to find the optimal surface treatment of the bolt for reliable application in industrial vacuum pumps and to clarify its stress-strain behaviour upon using various surface treatments and different surface lubrication. Next part consists of finding the maximum torque values causing a fracture in bolts of the vacuum pumps. For this purpose, on one hand, the analytical model of the bolt joint is used and, on the other hand, the experimental observations on the real bolt joint are utilized. The outputs of both approaches are then compared to each other and, on their basis, the most suitable surface treatment of the bolt joint for the given industrial pump is recommended in order to achieve the maximum possible safety against torque applied to the bolt when assembling the device.
|
|
|
Napjatostně deformační analýza rozhledny Hraniční vrch
Novák, Tomáš ; Skalka, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřená na posouzení napjatostně deformační analýzy prutové soustavy, která vychází z rozhledny Hraniční vrch u Města Albrechtic. Hlavním cílem této práce je vytvoření zjednodušeného 3D výpočtového modelu prutové soustavy a jeho následná analýza při různě staticky neurčitém uložení. První část práce obsahuje úvod do historie rozhleden, teoretický úvod do problematiky prutů, prutových soustav a mezních stavů. Dále následuje analytický výpočet tří stavů, které se liší statickou neurčitostí. V poslední části se nachází ověření vybraného analytického výpočtu numerickým řešením. Dalším cílem je vytvořit práci, která by sloužila jako návod pro budoucí řešitele složitějších 3D prutových soustav.
|
|
|
Stanovení mechanických vlastností keramické pěnové struktury s otevřenou pórovitostí metodou konečných prvků
Barančík, Milan ; Navrátil, Petr (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na tvorbu výpočtového modelu keramické pěnové struktury s otevřenou pórovitostí a stanovení mechanických vlastností této struktury pomocí výpočtového modelování. Při tvorbě modelu geometrie pěnové struktury bylo využito geometrie Kelvinovy buňky. Model geometrie pěnové struktury byl diskretizován objemovými prvky, prutovými prvky a kombinací tuhého a poddajného prutového prvku. Elastické konstanty pěnové struktury byly stanoveny na základě dvou typů namáhání. Při namáhání tahem/tlakem byl určen Youngův modul pružnosti a Poissonovo číslo a při namáhání smykem byl určen modul pružnosti ve smyku. V práci byla provedena analýza závislosti mechanických vlastností pěnové struktury na poměru průměru trámečku D a jeho délky L. V případě modifikované diskretizace modelu geometrie pěnové struktury prutovými prvky bylo vůči diskretizaci objemovými prvky docíleno shody u Youngova modulu pružnosti do poměru D/L = 0,6 a v případě Poissonova čísla do poměru D/L = 0,4. V závěru práce byla srovnána hodnota Youngova modulu pružnosti 1,97 GPa stanovená výpočtovým modelováním s hodnotou 1,56 GPa, která byla určena experimentálně na keramickém pěnovém materiálu s odpovídajícím charakterem struktury. Tento rozdíl byl způsoben idealizací geometrie reálného pěnového materiálu, jehož mechanické vlastnosti byly navíc ovlivněny strukturními vadami.
|
|
|
Three-point bending test of foam laminates
Kelecsényi, Matej ; Navrátil, Petr (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with the formation and the spread of disorder of crossbeams in core of composite, in ceramic foam with homogeneous structure formed by Kelvin cells with open porosity loaded by three-point bending test. The method of finite element in software ANSYS was used for the creation of composite sample calculation model as well as in calculation of sample loads. The results of the thesis are the values of the sample reaction force and of the first main tension on crossbeams of foam core sample obtained by loading of the foam composite sample. The area of breaches crossbeams was inferred from the analysis of composite core structure breach. In conclusion were evaluated the results obtained in this thesis.
|
|
|
Optimalizace tloušťky plechů montované ocelové nádrže
Konečný, Jiří ; Lyčka, Petr (oponent) ; Skalka, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou šroubovaných ocelových nádrží, respektive modifikací jedné z nádrží. Tato modifikace je realizována ve spolupráci s firmou Kohimex spol. s r.o., která se těmito nádržemi zabývá již řadu let. Práce navazuje na bakalářskou práci pod názvem „Montované ocelové nádrže“, která se zabývala již zmíněnou problematikou. V úvodu diplomové práce je vysvětlena problematika nádrží. Následně je uveden popis nádrže a detaily modifikace. Dále jsou v práci prezentovány deformačně-napěťové stavy nádrže, nejdříve pro současný stav a dále pro navrhovanou variantu. Na základě realizovaných analýz je provedeno ekonomické zhodnocení návrhové varianty nádoby vzhledem ke stávající nádobě. Výsledky této práce umožnují lépe pochopit problematiku návrhu šroubovaných nádrží, případně dávají podnět na inovaci současného způsobu navrhování.
|
host ::
RSS.