|
|
Computational Modelling of Mechanical Behaviour of "Elastomer-Steel Fibre" Composite
Lasota, Tomáš ; Okrouhlík,, Miloslav (referee) ; Nováček,, Vít (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Tato práce se zabývá výpočtovými simulacemi zkoušek jednoosým tahem a tříbodovým ohybem kompozitního vzorku složeného z elastomerové matrice a ocelových výztužných vláken orientovaných pod různými úhly, jakož i jejich experimentální verifikací. Simulace byly provedeny pomocí dvou různých modelů - bimateriálového a unimateriálového výpočtového modelu. Při použití bimateriálového modelu, který detailně zohledňuje strukturu kompozitu, tzn. pracuje s matricí a jednotlivými vlákny, je zapotřebí vytvořit model každého vlákna obsaženého v kompozitu, což přináší řadu nevýhod (pracná tvorba výpočtového modelu, řádově větší množství elementů potřebných k diskretizaci v MKP systémech a delší výpočetní časy). Na druhé straně v unimateriálovém modelu se nerozlišují jednotlivá vlákna, pracuje se pouze s kompozitem jako celkem tvořeným homogenním materiálem a výztužný účinek vláken je zahrnut v měrné deformační energii. Porovnání experimentů se simulacemi ukázalo, že bimateriálový model je v dobré shodě s experimenty, na rozdíl od unimateriálového modelu, který je schopen poskytnou odpovídající výsledky pouze v případě tahového namáhání. Z tohoto důvodu byl hledán způsob, který by umožnil rozšířit unimateriálový model o ohybovou tuhost výztužných vláken. V roce 2007 Spencer a Soldatos publikovali rozšířený unimateriálový model, který je schopen pracovat nejen s tahovou, ale i ohybovou tuhostí vlákna. Představený obecný model je však založen na Cosseratově teorii kontinua a jeho praktické využití je pro jeho složitost nemožné. Proto byl vytvořen zjednodušený model (částečně podle Spencera a Soldatose) s vlastní navrženou formou měrné deformační energie. Za účelem ověření nového unimateriálového modelu s ohybovou tuhostí vláken byly odvozeny všechny potřebné rovnice a byl napsán vlastní konečno-prvkový řešič. Tento řešič je založen na Cosseratově teorii kontinua a obsahuje zmíněný anizotropní hyperelastický unimateriálový model zahrnující ohybovou tuhost vláken. Vzhledem k tomu, že v případě Cosseratovy teorie jsou při výpočtu potřebné i druhé derivace posuvů, bylo nutné použít tzv. C1 prvky, které mají spojité jak pole posuvů, tak jejich prvních derivací. Nakonec byly provedeny nové simulace s využitím vlastního řešiče, které ukazují, že tuhost vláken lze u nového unimateriálového modelu řídit odpovídající materiálovou konstantou. V závěru práce je pak diskutováno, zda je nový unimateriálový model s ohybovou tuhostí schopen poskytnout stejné výsledky jako model bimateriálový, a to jak při tahovém tak i ohybovém namáhání kompozitního vzorku.
|
|
|
Numerical solutions of EMC problems of small airplanes
Šeděnka, Vladimír ; Dědková, Jarmila (referee) ; Mazánek, Miloš (referee) ; Raida, Zbyněk (advisor)
Disertace popisuje současné problémy v certifikaci malých letadel, které by se měly v budoucnu řešit numerickým modelováním. Tento postup má zefektivnit návrh a zlevnit certifikaci letadel. Práce je úzce spjata s projektem HIRF-SE, který se problematikou certifikace letadel numerickými metodami zabývá. Podstatná část práce je věnována popisu dvou modulů pro platformu HIRF-SE: řešič BUTFE založený na metodě konečných prvků v časové oblasti a budicí nástroj BUTFE_EXC. Práce popisuje řešení pohlcujících okrajových podmínek, modelování disperzních a anizotropních materiálů a aproximaci tenkých drátů. Speciální pozornost je věnována řešení aproximace tenkých drátů s ostrými ohyby, jejíž současná formulace způsobuje překryvy mezi jednotlivými segmenty drátu.
|
|
|
Design of optoelectronic sensor for biological tissues
Balík, Zdeněk ; Bartlová, Milada (referee) ; Tománek, Pavel (advisor)
Biological tissues are optically inhomogeneous and absorbent materials. They are comprised of various structures such as cells, cell organelles, and various fiber structures. Due to these structures leads to different interactions with the light and phenomena such as absorption, scattering and polarization of light. Different ultrasonic, electromagnetic, electrical and optical methods are used for meat ageing detection. Muscles are turbid anisotropic media, they exhibit changes in electrical and optical properties according to the direction of the electrical and optical fields in the sample. The diploma work assesses the feasibility of impedance measurements for meat ageing detection and their comparison with optical measurement of scattered polarized light. Two different sample were used: pork chop slices and chicken breasts were used for their relative homogeneity. The electrical method is a promising method due to the possibility of getting much information and realizing cheap and fast enough measurement systems. The proposed optical method allows measure the rotation of polarization plane with meat ageing in the range of 95 degrees within considered period. Through the first promising results obtained in this thesis, a further work has to be provided to determine closer relationship between optical scattering characteristics, electrical anisotropy in ageing-related tissue structural properties.
|
|
|
Quality of hydrophobic domains in polyelectrolyte-surfactant system
Holínková, Petra ; Vala, Martin (referee) ; Mravec, Filip (advisor)
In this bachelor thesis were studied the photophysical properties of four fluorescent probes depending on the viscosity of their surroundings by the fluorescence spectroscopy. For probes DPH, DPB a perylene was determinated dependence of fluorescence anisotropy and for P3P dependence of ratio excimer/monomer on the viscosity of the sample. Anisotropy probes DPH and perylene were also used to study interaction between hyaluronan and cationic surfactant CTAB (concentration below CMC) in aqueous solution and 0,15 M NaCl. Information about forming hydrophobic domains were obtained by measurement of fluorescence intensity and anisotropy depending on the concentration of CTAB in the sample. It was found that in an aqueuos solution, after the initial addition of CTAB to hyaluronan formed small hydrophobic domains linked to chain of hyaluronan. Increasing concentration of CTAB leads to the formation of gel and phase separation. After addition of NaCl leads to reorganization of this system and probably the formation of free micelles in the solution with higher concentration of CTAB.
|
|
|
Microviscosity probes in study of aggregation in a biopolymer-surfactant system.
Vašíčková, Kamila ; Vala, Martin (referee) ; Mravec, Filip (advisor)
The effect of cationic surfactant concentration and ionic strength on anisotropy of fluorescence of probes diphenylhexatrien and fluorescein has been investigated in the system of cationic surfactant and in the system of cationic surfactant and hyaluronan. The investigation has been done by fluorescence emission spectroscopy. Obtained anisotropy gives information about microviscosity of investigated systems. Subsequently the system of cationic surfactant and hyaluronan has been investigated by 9-(2-carboxy-2cyanovinyl)julolidine, 4-(dicyanovinyl)julolidine and 1,3-bispyrenylpropane probes. The information about the microviscosity of the system gives the integral under the emission curve of 9-(2-carboxy2-cyanovinyl)julolidine and 4-(dicyanovinyl)julolidine and the ratio between excimer and monomer of 1,3-bispyrenylpropane. It has been discovered that the ionic strength influences the anisotropy of diphenylhexatrien and fluorescein only in the fist addition of salt (concentration 0,025 mol dm-3) and that addition of hyaluronan influences the anisotropy of diphenylhexatrien and fluorescein only in samples without addition of salt. Results of measurment with 9-(2-carboxy2-cyanovinyl)julolidine and 4(dicyanovinyl)julolidine describe the formation of aggregates of catinoc surfactant with hyaluronan and characterize these aggregates from the point of microviscosity.
|
|
|
Static analysis of the timber roof structure
Sedlák, Petr ; Gratza, Roman (referee) ; Kytýr, Jiří (advisor)
This thesis with the numerical modeling and assessment has been carried timber roof structure of the gymnasium hall of the elementary school TGM at Bílovec. The study was realized in program system ANSYS. They are created a variety 2D and 3D numerical models which are assessed according to current normative regulations.
|
|
|
Ultrasonic characterization of CFRP anisotropy
Kling, M. ; Tokar, Daniel ; Převorovský, Zdeněk
In the paper, a new method for evaluation of CFRP (carbon fiber-reinforced plastic) anisotropy is presented. Such material is composed of carbon fabric, i. e. epoxy layers with different orientation, which makes material stronger and lighter. These specific properties are generally used in aerospace and automotive industry. Measurement method is based on a special multi-directional ultrasonic probe with eight built-in piezoceramic elements used for elastic wave propagation measurement. CFRP anisotropy evaluation is twofold: the first method is based on determination of the wave propagation velocities in different directions. The second way exploits the spectral non-linearity between harmonic frequencies’ ratios and signal amplitude, which is an important parameter for defects’ detection in NDT (non-destructive testing). Both experimental data were statistically validated and the obtained results are promising for further use in the field of research and industry.
|
|
|
In-vivo Mapping of Human Skin Anisotropy Using Multi-directional Ultrasonic Probe
Tokar, Daniel ; Hradilová, Jana ; Převorovský, Zdeněk
In this paper, investigation of anisotropic behavior of forearm and back skin tissue is presented. Knowledge in this research field is of great interest mainly in dermatology, plastic surgery and regenerative therapies. Anisotropy characteristics of the skin are determined by ultrasonic wave propagation velocity using special multi-directional flexible ultrasonic probe, which enables local investigation of skin anisotropy in vivo. Assessing data, obtained from local measurements of human back, enables visualization of anisotropy map of the back skin tissue. Findings in current state of human skin anisotropy using the multi-directional ultrasonic probe provide an easy method to evaluate the local anisotropy of inter-individual skin tissue.
|
|
|
The effect of anisotropy and mineral composition on phase transformation and rock thermal expansion
Plevová, Eva
Grantový projekt byl zaměřen na posouzení vlivů složení a stavby hornin na jejich teplotní roztažnost spolu s vlivem fázových změn a dalších reakcí probíhajících v systému během tepelného namáhání daného materiálu. Cílem projektu byl návrh metodiky stanovení tepelné roztažnosti hornin v závislosti na jejich složení a stavbě. K analýzám byly vybrány a dále testovány 3 geneticky odlišné typy hornin : pískovce, mramory a žuly. Výsledky grantového projektu potvrdily, že metoda simultánní termogravimetrické a diferenciální termické analýzy spolu s metodou termomechanické analýzy může být efektivně využívána v oblasti výzkumu hornin a především v oblasti studia jejich tepelně-mechanických vlastností.
|
|
|
Wave propagation in 3D anisotropic media with cubic symmetry
Červ, Jan
Harmonic wave propagation in an anisotropic medium with cubic symmetry is studied in the paper. First of all, the general relation for phase velocities and polarizations vectors of qL and qT waves having wave vectors in planes {1 0 0} have been derived. For a general direction of wave vector in turns out that the best way to get the solution is numerical solution based on Matlab.
|
guest ::
