|
|
Návrh metodiky výpočtu životnosti valivého ložiska
Vaculka, Miroslav ; Vlk, Miloš (oponent) ; Vrbka, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá únavovou analýzou valivého ložiska. Únavová analýza spočívá v určení životnosti valivého ložiska s využitím deformačně napěťové analýzy pomocí metody konečných prvků a následném numerickém výpočtu v programu fe-safe s využitím multiaxiálního únavového kritéria Brown-Miller. Životnost ložiska je dána počtem cyklů do poruchy v podobě vzniku pittingu, který je důsledkem kontaktní únavy. Dle výpočtů bylo zjištěno, že Brown-Millerovo kritérium není vhodné pro vysokocyklovou kontaktní únavu. Byl proveden test jiných dostupných kritérií, z nichž nejlepší shodu s normou ISO 281 poskytlo kritérium Principal-strain.
|
|
|
Stress and strain analysis of skull implant
Chamrad, Jakub ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Mechanical behavior of cranial implant is an important factor, which influences its function. It is influenced by external load from environment and by intracranial pressure. These loads can cause movement of implant and harm of living tissue. This thesis summarizes knowledges and analyses of cranial defect reconstruction. It provides comparison of different implant materials and fixators based on stress-strain analysis of the implant loaded by force and intracranial pressure.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza tenkostěnné skříně vystavené rázovému zatížení od výbuchu
Tatalák, Adam ; Peč, Michal (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou zjednodušeného modelu tenkostěnné transformátorové skříně vystavené rázovému zatížení od elektrického výbuchu. Ten je v tomto případě nahrazen výbuchem chemickým, čili výbuchem konvenční trhaviny. Problém je řešen pomocí výpočtového modelování s využitím metody konečných prvků prostřednictvím programu LS-DYNA. Po úvodu zabývajícím se teorií detonace a šířením rázových vln, je představen analytický přístup řešení, který slouží k verifikaci výsledků. V další kapitole je provedena rešerše použitelných metod řešení, z nichž byla k simulaci vybrána ALE metoda. V předběžné studii je analyzován vliv velikosti sítě, který je zaměřen na nalezení takové velikosti prvku, která by byla ještě výpočtově efektivní a výsledky by dosahovaly požadované přesnosti. Dále je zkoumán vliv vstupních podmínek (tvar, poloha a parametry výbušniny, poloha detonačního bodu, okrajové podmínky) na celkové rozložení a časový průběh tlaku. V dalším je analyzován vliv otvoru v horní části skříně na celkovou redistribuci tlaku a deformaci a napjatost skříně. Je také provedena deformačně-napěťová analýza dveří skříně, jejichž připevnění je modelováno pomocí více druhů kontaktů. Tyto jsou poté zkoumány z hlediska jejich tuhosti.
|
|
|
Rešeržní studie lebečních implantátů a fixátorů
Vystrk, Tomáš ; Valášek, Jiří (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Lebeční implantáty společně s fixátory slouží k obnově funkčnosti poškozeného místa lebky, u které došlo ke vzniku defektu v důsledku zranění, nebo choroby. Při posuzování vhodnosti implantátu a fixátorů jsou významné jejich mechanické vlastnosti. V tomto ohledu jsou důležitými faktory tvar a materiál, ze kterého jsou implantát a fixátor vyrobeny. Implantát musí být kompatibilní s lidskou tkání a zároveň odolávat dlouhodobému zatížení. Tato práce shrnuje dnešní znalosti týkající se návrhů, výroby a aplikace lebečních implantátů. Dále zahrnuje deformační a napěťovou analýzu zatížené sestavy lebky s nepravidelným defektem, vloženým implantátem a fixačním systémem.
|
|
|
Mechanická studie interakce páteřního segmentu s poddajným fixátorem
Manek, Filip ; Horyl, Petr (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato dizertační práce je zaměřena na srovnávací deformačně napěťovou analýzu páteřního segmentu s poddajným fixátorem a fyziologického páteřního segmentu. V jejím úvodu je provedena rešeršní studie z dostupných literárních zdrojů zahrnující současný stav vědeckých prací v řešené oblasti, anatomii jednotlivých komponent páteře, jejich materiálové vlastnosti, způsob a velikost zatížení a analýzu řešení MKP modelů obdobných problémů. Pro vytvoření modelu geometrie páteřního segmentu jsou použity CT řezy páteřního segmentu 38 leté ženy, ze kterých je v modelovacím programu SolidWorks vytvořen model geometrie dvou bederních obratlů L4-L5 a poddajného fixátoru. Následně je s využitím výpočtového systému ANSYS Workbench sestaven celkový výpočtový model páteřního pohybového segmentu s poddajným fixátorem zahrnující modely materiálu, zatížení a vazeb. Na základě výpočtového řešení MKP modelů pro různé druhy zatěžování je provedena deformačně napěťová analýza. Pro porovnání výsledků je provedena detailní srovnávací analýza s fyziologickým páteřním segmentem, segmentem s degenerovaným diskem a segmentem s aplikovaným "tuhým" fixátorem. V rámci deformačně napěťové analýzy páteřního segmentu s poddajným fixátorem je provedena analýza velikosti intenzity přetvoření kostní tkáně v okolí šroubu v závislosti na předpětí tkalonu poddajného fixátoru.
|
|
|
Biomechanická studie zubních implantátů pro sníženou densitu kostní tkáně
Marcián, Petr ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Horyl, Petr (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá problematikou z oblasti dentální implantologie, v níž se při zavádění dentálních implantátů vyskytuje řada problémů. Základním problémem při aplikaci implantátu je kvalita kostní tkáně, která podstatně ovlivňuje její deformaci, napjatost a možnost následného selhání implantátu. Znalosti mechanických vlastností kostní tkáně čelisti a čelisti s aplikovaným implantátem mohou významně ovlivnit predikci selhání dentálních implantátů. V případě mechanické interakce je možné ji popsat veličinami určujícími deformaci a napjatost řešené soustavy. Proto bylo využito pro řešení výpočtové modelování pomocí metody konečných prvků. K biomechanickému posouzení selhání implantátu, zahrnujícímu kvalitu kostní tkáně, je nutné vytvořit výpočtový model řešené soustavy na vysoké rozlišovací úrovni. Za tímto účelem bylo nutné provést biomechanickou studii, která podstatně v této práci rozšířila okruh řešených problémů. V práci je prezentována metodologie jak provádět posouzení kvality kostní tkáně, do níž má být implantát zaveden, tak i posouzení jejich vzájemné interakce. Výsledky potvrzují nutnost vytvářet výpočtové modely kostní tkáně na vysoké rozlišovací úrovni včetně jejich složité trámečkové architektury. V práci je popsaná tvorba výpočtového modelu z dat pořízených na mikro-CT zařízení. Dále byl vytvořen výpočtový model trámčité struktury na 3D úrovni s dentálním implantátem a provedena deformačně napěťová analýza. Poslední část práce je věnována úvodní studii modelace a remodelace kostní tkáně.
|
|
|
Biomechanická studie lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu
Borák, Libor ; Horyl, Petr (oponent) ; Bartáková, Sonia (oponent) ; Janíček, Přemysl (oponent) ; Florian, Zdeněk (vedoucí práce)
Předkládaná studie se zabývá mechanickými aspekty lidské dolní čelisti ve fyziologickém stavu, a to v okamžiku skusu. Práce je zaměřena především na určování deformačně-napěťových stavů kostní tkáně a jejich vyhodnocování, přičemž důraz je kladen na interakci zubů s kostí. Kromě toho jsou vyhodnocovány také kontaktní tlaky v čelistních kloubech při různých zátěžných konfiguracích. Součástí analýzy je též posouzení různých úrovní modelů materiálu některých prvků soustavy. Problém určení deformačně-napěťových stavů je řešen výpočtovým modelováním s využitím metody konečných prvků. V práci je provedena podrobná analýza prvků žvýkacího aparátu a je detailně popsán způsob jejich modelování. Zvláštní pozornost je věnována mode-lování spongiózní kosti a také periodontia, které zprostředkovává interakci mezi zubem a al-veolární kostí. Trojrozměrná geometrie dolní čelisti i všech řešených zubů byla získána digi-talizací reálných objektů, a to s využitím metod trojrozměrného optického skenování. V práci jsou posouzeny tři různé modely materiálu periodontia: Lineární isotropní model, bilineární isotropní model a lineární ortotropní model. Jsou analyzovány charakteristiky těchto modelů a zejména u ortotropního modelu, který se v odborné literatuře takřka nevyskytuje, je navrženo devět konstant nově popisujících tento model. Na dvojrozměrných modelech je dále analyzován rozdíl v mechanické odezvě spongiózní kosti na zatížení zubu v případech, že kost je modelována buď jako homogenní souvislá oblast nebo s detailní trámečkovou architekturou. Výpočtový model je rozdělen do čtyř základních variant lišících se úrovní geometrie žvý-kacího aparátu: A – 2D úroveň geometrie kosti; B – 3D úroveň geometrie segmentu kosti s jedním zubem a maximálně třemi zuby; C – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s jedním zubem; D – 3D úroveň geometrie celé dolní čelisti s plnou denticí. Jednotlivé základní varian-ty výpočtového modelu jsou dále řešeny v různých obměnách pro různé modely materiálu apod.
|
|
|
Návrh nového typu obvodového závěsu pro lopatky parní turbíny
Vrbický, Jiří ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem nového typu obvodového závěsu rotorových lopatek posledního stupně parní turbíny a následnou deformačně-napěťovou analýzou pomocí MKP, která byla provedena jak s monotónním, tak i s cyklickým zatěžováním. V rámci práce byly vytvořeny dva nové návrhy geometrie, které vycházely z již existujícího a provozovaného konstrukčního řešení šikmého závěsu typu dvojité T. Na původní konstrukci závěsu byla provedena deformačně-napěťová MKP analýza. Její výsledky posloužily k provedení konstrukčních změn, jejichž cílem bylo zvýšení únosnosti a životnosti nových druhů závěsů.
|
|
|
Napjatostní, deformační a spolehlivostní analýza přední kompozitní nápravy lehokola
Ondrejka, Jan ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Vrbka, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá vytvořením výpočtového modelu kompozitní nápravy lehokola – tříkolky firmy AZUB pro analýzu deformačně napěťových stavů. Diplomová práce se skládá ze čtyř částí. První část obsahuje seznámení s nabídkou celoodpružených tříkolek nejznámějších výrobců. Dále obsahuje pojednání o kompozitních materiálech, které tvoří hlavní prvek odpružení firmy AZUB a popis přední nápravy téže firmy. V druhé části je podrobně zpracován výpočtový model sloužící k analýze deformačně napěťových stavů pro tři zvolené zátěžné stavy. Je diskutován vliv některých parametrů materíálu a geometrie na chování nápravy s cílem vybrání vhodné varianty odpružení. Třetí část se zabývá výrobou prototypu přední nápravy a zkouškami, které slouží ke zjištění vstupních dat do numerického výpočtu a k verifikaci výsledků výpočtového modelu. Úpravy a změny vedoucí k výrobě druhého prototypu jsou obsahem poslední části. Na základě těchto zkušeností jsou pak formulována doporučení pro budoucí vývoj výpočtového modelu odpružené nápravy i samotného odpružení přední nápravy lehokola.
|
|
|
Pevnostně deformační analýza uchycení filtru pevných částic na traktoru Zetor Forterra
Kučera, Petr ; Ramík, Pavel (oponent) ; Dundálek, Radim (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je MKP analýza konstrukce uchycení filtru pevných částic na traktoru Zetor Forterra. V úvodu práce je krátká rešeršní část zabývající se problematikou emisí u vznětových motorů a způsoby jejich snižování. Následuje část s popisem tvorby výpočtového modelu. Poté je v rámci výpočtů v programu ANSYS Workbench řešena statická pevnostně deformační analýza, modální analýza a také únava. Na základě získaných výsledků je v závěru posouzena bezpečnost celé konstrukce z hlediska mezních stavů, které mohou nastat během provozu traktoru.
|
host ::
RSS.