|
|
Topology Optimization of the Hinge on Elastic Foundation
Beruashvili, Vasili ; Symonov, Volodymyr (oponent) ; Löffelmann, František (vedoucí práce)
Deal of this Master’s thesis is to modify original part shape using topology optimization by M.S.C NASTRAN, M.S.C. PATRAN and FUSION 360 software results that will define best fitted and satisfying the operating conditions for defined load and constraint conditions. The part is mounted on an orthotropic plate (sandwich panel). The aim of this thesis is to see the effect of elastic foundation on optimization result. The part will be optimized using different design objectives and constraints. Elastic foundation theoretically will change stiffness and deformation, and this will give the ability to change stresses on the part. Original and modified shape part load capacity will be compared by M.S.C NASTRAN/PATRAN software. After shape optimization, the 3D model has to be prepared for the manufacturing process which will be the most cost-efficient.
|
|
| |
|
|
Optimalizace těhlice formule student pro výrobu SLM technologií
Vaverka, Ondřej ; Růžička, Bronislav (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem těhlice pro Formuli Student, která je topologic-ky optimalizovaná a aditivně vyrobená technologií Selective Laser Melting. Materiá-lem pro výrobu je hliníková slitina AlSi10Mg, která má horší mechanické vlastnosti než tradičně používané vysokopevnostní slitiny. Proto bylo cílem navrhnout pomocí topologické optimalizace díl, který bude mít srovnatelné vlastnosti jako díl frézovaný. Metodou konečných prvků byla provedena deformačně napěťová analýza a byla sta-novena bezpečnost a maximální deformace. Byl vyroben prototyp a pomocí optické digitalizace byla provedena rozměrová kontrola, která prokázala přesnost výroby. Pevnostní výpočty byly ověřeny pomocí speciálního testovacího zařízení a fotogram-metrického měření. Při testech bylo aplikováno také o 20 % větší zatížení, při kterém nebyl pozorován žádný mezní stav. Tím byla ověřena její bezpečnost a funkčnost.
|
|
|
Návrh oběžného kola radiální turbíny se sníženým momentem setrvačnosti
Votava, Ondřej ; Skalka, Petr (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Tato závěrečná práce se zabývá topologickou optimalizací oběžného kola radiální turbíny turbodmychadla. Zaměřuje se na snížení momentu setrvačnosti při nezměněných aerodynamických vlastnostech. Optimalizace je provedena na základě výsledků CFD, termální a strukturální analýzy původní varianty. Výpočtové modelování bylo realizováno metodou konečných prvků v softwaru ANSYS. V práci je navrženo několik modelů oběžného kola s topologickou úpravou vnitřní struktury. Na základě hodnot momentu setrvačnosti, napětí a přetvoření je vybrán nejvhodnější model.
|
|
|
Moderní trendy navrhování nosných konstrukcí strojů
Holík, Štěpán ; Urbánek, Michal (oponent) ; Zeizinger, Lukáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou využití moderních metod při navrhování strojních konstrukcí, zejména topologickou optimalizací. V první části je popsána historie konstruování, metody navrhování z hlediska přístupu k problému a také proces vývoje výrobku. Druhá část rozebírá jednotlivé metody používané při návrhu. Jsou zde porovnány metody topologické optimalizace a podrobně popsány softwarová řešení, která topologickou optimalizaci umožňují. Čtvrtá část se zaobírá dimenzováním součástí za pomocí topologické optimalizace s demonstrací důležitých detailů na konkrétním příkladu v prostředí Ansys Mechanical a MSC Apex Generative Design.
|
|
|
Topology optimisation using lattice structures
Černák, Martin ; Maňas, Pavel (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
This thesis aimed to develop and verify the methodology for lattice topology optimization, which deals with additive manufacturing specifications and is independent of the optimization solver. The developed methodology uses the SIMP topology optimization algorithm. The penalization factor used for a solution is based on the mechanical properties characterizing arbitrarily chosen unit cell. These are identified using the homogenization method applied to the real geometry specified by 3D optical digitization. Verification is based on FEA using the variable homogenized properties. The local stress response is simulated by submodeling technique. The methodology was verified by optimizing the braking shield bracket of a plane. The optimized part is 22 % lighter and 31 % stiffer than the original solution. Results of the thesis demonstrate that the proposed methodology is suitable for structural part optimization and allows us to use lattice structures together with topology optimization and additive manufacturing relatively easily, not only in the space industry.
|
|
|
Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní pneumobil
Mende, Milan ; Červinek, Ondřej (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce řeší návrh odlehčených předních těhlic pneumobilu Javelin pomocí topologické optimalizace a jejich následnou výrobu aditivní technologií Selective Laser Melting. Materiálem, ze kterého jsou těhlice vyrobeny, je hliníková slitina AlSi10Mg. Topologicky optimalizované díly mají splňovat minimální bezpečnost 2, proto jsou návrhy podrobeny MKP napěťové a deformační analýze, při které je tato bezpečnost ověřena a stanovena maximální deformace. Vzhledem k parametrům brzdové soustavy byly navrženy dvě nesymetrické těhlice. Přesnost výroby byla ověřena prostřednictvím optické digitalizace. Obrobené těhlice byly připevněny na pneumobil a otestovány přímo na vozidle. Při testech ani následných závodech nedošlo k žádnému meznímu stavu a ukázaly se tak jako funkční. Hmotnost levé těhlice byla snížena z 1 609 g na 758 g, pravá byla odlehčena na 741 g.
|
|
|
Metody topologické optimalizace mechanicky namáhaných konstrukcí a jejich aplikace u prutových soustav
Pánek, Ondřej ; Lošák, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá topologickou optimalizací prutových soustav. V první části této práce je na základě rešerše dostupné literatury zpracován přehled jednotlivých metod strukturální optimalizace a stručně popsán jejich princip. Druhá část práce se zabývá aplikací vybraných metod na topologickou optimalizaci prutových soustav, k čemuž je využito výpočetních kódů naprogramovaných v prostředí programu MATLAB. V prvním kroku byl vytvořen kód pro výpočet napětí v jednotlivých prutech a posuvů styčníků prutové soustavy s využitím autorem naprogramované metody konečných prvků. Tento nástroj byl dále použit jako základ pro jednotlivé optimalizační úlohy, které tento algoritmus využívají pro získání výše uvedených parametrů. Vybrané optimalizační metody a jejich výpočetní kódy byly následně demonstrativně použity na dvou modelových úlohách – mostu a konzolovém nosníku, s cílem redukovat jejich hmotnost na minimum při současném zachování bezpečnosti vůči meznímu stavu pružnosti a meznímu stavu vzpěrné stability. Získané výsledky byly v závěru srovnány s výsledky dostupnými v literatuře (avšak optimalizovanými na výchozích konstrukcích ve formě kontinua) a lze konstatovat, že oba výstupy jsou ve velmi dobré shodě.
|
|
|
Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty
Petržela, Zdeněk ; Hutař, Pavel (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
Nízká hmotnost dílů v kombinaci s vysokými mechanickými vlastnostmi hrají klíčovou roli při snižování provozních nákladů pro letecký a kosmický průmysl. K tomu je využívána topologická optimalizace a mikroprutové struktury. Výrobu optimalizovaných součástí vyznačujících se tvarovou komplexností umožňují aditivní technologie. Dosud neexistoval jednoznačný a ucelený postup pro zkonstruování dílu s redukovanou hmotností tímto způsobem. Práce se zabývá zmapováním procesu topologické optimalizace s využitím mikroprutových struktur, korigovaného experimentálně stanovenými výrobními limity. Dále implementací navržené metodiky při optimalizaci reálné součásti, její výrobou z AlSi10Mg technologií SLM a ověřením výrobní přesnosti a vibrační odezvy. Pro zjištění výrobních limitů byla provedena série zkoušek s prutovými tělesy. Dle analýzy rozměrů, hmotnosti a porozity byl vyselektován minimální možný průřez prutu, který byl následně aplikován do vzorků nosníků s mikroprutovou strukturou BCC a BCCz. Na základě mechanického testování nosníků byl pro aplikaci v optimalizované součásti zvolen typ mikroprutové struktury BCCz. Pro přesnější predikci skutečného chování struktury byl určen korigovaný modul pružnosti a mez kluzu vycházející z průběhu deformace vzorku BCCz v závislosti na aplikované síle. Dané parametry vstupovaly do MKP simulace ve fázi optimalizace mikroprutovou strukturou. Vyřešení problému exportu geometrie mikroprutové struktury z MKP řešiče umožnilo kompletně definovat metodiku optimalizace, součást vyrobit a experimentálně ověřit potenciál konstrukce.
|
|
|
Lattice Topology Optimization in ANSYS software
Černák, Martin ; Vaverka, Ondřej (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
ANSYS is one of the first commercially available software which allows to make topology optimization of lattice structures. In this bachelor’s thesis optimization workflow, calibration of numerical model, validation of numerical results and revelation of influence of basic parameters involved in computation – cell type, minimum and maximum relative density, cell size and used discretization, are showed. Optimised part was compared by means of FEM and homogenization with available experimental data. Subsequently, influence of basic parameters was evaluated. It was shown that optimized structure is stiffer than benchmark and influence of basic parameters for mechanical response and computational complexity was introduced. Simultaneously, it was shown that homogenization overestimated mechanical response. The findings of bachelor’s thesis validate computational model in program ANSYS and can be used for more effective making of optimization models.
|
host ::
RSS.