|
|
Smyková pevnost prvků stavebních konstrukcí z textilního betonu
Lomič, Jiří ; Rypl, Rostislav (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce bylo sestavit výpočtový model pro prvky textilního betonu s obdélníkovým průřezem. K tomu bylo třeba nejprve získat znalost zásadních principů pro návrh na smyk, a to nejprve u prvků železobetonu, a poté z dosavadních návrhových rovnic prvků textilního betonu. Na základě těchto principů byl navržen experiment ve formě tří bodového ohybu, jehož výsledkem byly naměřené hodnoty smykové síly v prvcích textilního betonu. Tyto prvky byly vyplněny karbonovou, nebo skelnou textilní výztuží a vybetonovány v laboratoři firmy Solidian. Důležitým faktorem při návrhu experimentu byl poměr a/d, který zůstal při všech měřeních konstantní. Z každého experimentu byla získána hodnota působící smykové síly a tlaková pevnost betonu. Tyto hodnoty byly použity pro optimalizaci matematického vztahu pro návrh smykové odolnosti prvků textilního betonu s obdélníkovým průřezem. Tato rovnice byla nejprve analyzována pro získání znalosti o jednotlivých faktorech ovlivňujících její výsledek. Poté byl optimalizací na základě výsledků experimentů vypočítán koeficient CRm,c. Výsledkem předložené diplomové práce je matematická rovnice pro návrh smykové únosnosti prvků textilního betonu s obdélníkovým průřezem, který může být aplikován s ohledem na jeho podmínky použitelnosti.
|
|
|
Pokročilé simulační metody pro spolehlivostní analýzu konstrukcí
Gerasimov, Aleksei ; Lehký, David (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce aplikuje k spolehlivostním úlohám přístup Voroneho teselace, která se obvykle používá při vyhodnocení statistického vzorkování, nebo pro přiřazení vah vzorkům metody Monte Carlo. Práce ukazuje, že takto velmi obecně počítané váhy a odhady pravděpodobnosti poruchy konvergují k vahám a odhadům metody Importance Sampling, přestože žádná informace o váhové funkci není využitá. Tím lze spolehlivostní analýzu rozdělit na mezi sebou nezávislé vzorkování a vyhodnocení. Poslední část práce se pokouší provádět adaptivní statistické vzorkování s použitím knihovny QHull.
|
|
|
Dynamický částicový systém jako účinný nástroj pro statistické vzorkování
Mašek, Jan ; Šejnoha,, Jiří (oponent) ; Kruis,, Jaroslav (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce se zabývá vývojem nového výkonného nástroje pro optimalizaci rovnoměrnosti bodových vzorků. Sekvence rovnoměrně rozmístěných bodů nacházejí uplatnění například jako sady integračních bodů při analýze počítačových modelů pomocí integrace metodami typu Monte Carlo. Pokud je zkoumaná funkce považována za neznámou, jedinou cestou, jak snížit horní mez chyby odhadu integrálu, je optimalizace rovnoměrnosti použitých integračních bodů. Mezi cíle dizertační práce se předně řadí studium současně používaných kritérií pro ohodnocení nebo optimalizaci rovnoměrnosti bodových vzorků. Je předloženo kritické zhodnocení vybraných kritérií rovnoměrnosti. Pro nápravu vybraných nežádoucích vlastností bodových vzorků byla provedena úprava obecně formulovaného optimalizačního kritéria phi. Po zavedení periodického návrhového prostoru a odvození formulace kritéria, která nezávisí na měřítku úlohy, bylo docíleno soběpodobných bodových vzorků, které jsou statisticky i prostorově rovnoměrné. Vyvinutý optimalizační algoritmus se opírá o představu o fyzikální podobnosti mezi sadou optimalizovaných bodů a dynamického systému vzájemně se odpuzujících částic. Simulace takového hyper-dimenzionálního částicového systému je ovšem značně výpočetně náročným úkolem. Proto bylo přikročeno k implementaci efektivního řešení pomocí masivně paralelní platformy Nvidia CUDA. Důležitou částí práce bylo proto též intenzivní studium této komplexní architektury, které bylo nezbytné k plnému využití jejího potenciálu.
|
|
| |
|
|
Tahová pevnost vláknitých svazků a kompozitů
Rypl, Rostislav ; Šejnoha,, Michal (oponent) ; Zeman,, Jan (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Technické textilie hrají v současnosti velmi důležitou roli v materiálovém inženýrství. Používají se pro vyztužování nebo zvyšování houževnatosti ve vláknitých kompozitech, které nachází uplatnění v celé řadě průmyslových odvětví sahajících od aeronautiky až po stavební inženýrství. S rostoucí produkcí vláknitých materiálů roste také potřeba standardizovaných a reprodukovatelných metod řízení jakosti. Tato doktorská práce se zaměřuje na tahovou pevnost vysokomodulových vláknitých svazků z teoretického i praktického úhlu pohledu. V obou těchto aspektech jsou představeny nové přístupy. Co se týče teoretické pevnosti vláknitých svazků, je v této práci formulován model délkově závislé tahové pevnosti, který rozlišuje tři asymptotická chování pevnosti v závislosti na délce. Zdůrazněna je především problematika přechodu z módu svazku nezávislých paralelních vláken (kratší svazky) do módu řetězce nezávislých svazků (delší svazky). Ukazuje se, že tento přechod závisí na kotevní délce vláken ve svazku a je možné jej experimentálně identifikovat pomocí standardních tahových zkoušek svazků na různých délkách. V experimentální části práce se autor zabývá koncentrací napětí v uchycení svazků při tahové zkoušce. Vysokomodulové svazky s křehkými vlákny jsou v průběhu tahové zkoušky velmi náchylné ke koncentracím napětí, což často znemožňuje použití standardních metod pro jejich zkoušení. V rámci této práce byl vyvinut a vyroben adaptér uchycení pro existující zkušební stroj Statimat 4U firmy Textechno GmbH. Byla provedena série komparativních tahových zkoušek na vláknitých svazcích s vyvinutým adaptérem a standardními metodami a výsledky jsou v práci diskutovány. Tyto zkoušky jsou rovněž porovnány s~teoretickou pevností svazků predikovanou Danielsovým statistickým modelem pro svazky.
|
|
|
Simulace porušení betonu pomocí nelokálního modelu
Květoň, Josef ; Vořechovský, Miroslav (oponent) ; Eliáš, Jan (vedoucí práce)
Práce se zabývá numerickými simulacemi trámců v tříbodovém ohybu pomocí nelokálního modelu. Model je použit k simulaci sady zatěžovaných trámců lišících se velikostí a hloubkou zářezu. Záměrem je identifikovat pro model takové parametry, které by zajistily shodnou odezvu v porovnání s experimentální sadou zkoušek provedených na Northwestern University. Parametry materiálu a váhové funkce jsou stanoveny také na základě intenzity energie uvolňované v tělese získané z předchozích výpočtů diskrétním modelem. Odezva vypočtená pomocí nelokálního modelu je porovnána s výsledky experimentů.
|
|
|
Porovnání účinnosti návrhů experimentů pro statistickou analýzu úloh s náhodnými vstupy
Martinásková, Magdalena ; Novák, Drahomír (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
V práci jsou představeny metody a kritéria pro tvorbu a optimalizaci návrhů počítačových experimentů. Jejich kombinací byly s použitím jádra programu Freet vytvořeny optimalizované návrhy. Vhodnost těchto návrhů pro statistické vyhodnocení úloh s náhodnými vstupy byla následně posouzena porovnáním získaných výsledků šesti zvolených funkcí s přesným, analyticky získaným řešením. V práci je obsažena základní teorie, definice vyhodnocovaných funkcí, popis nastavení optimalizačních procesů a rozbor získaných výsledků včetně dalších doporučení týkajících se zjištěných nedostatků určitých návrhů. Dále je popsána aplikace, která byla vytvořena pro zobrazení výsledků.
|
|
| |
|
|
Multi-filament yarns testing for textile-reinforced concrete
Kaděrová, Jana ; Seitl,, Stanislav (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Cílem předložené práce bylo experimentální studium mnohovláknitých svazů z alkalicky odolného skla, které se používají k výrobě textilně vyztuženého betonu. V rámci laboratorního testu byla zjišťována odezva na tahové zatížení. K získání statisticky významného souboru dat byl proveden vysoký počet zkoušek (přes 300) na vzorcích šesti různých délek (od 1 do 74 cm). K predikci a k pozdější interpretaci výsledků zkoušek byl prezentován numerický model svazku mnoha sériově zapojených vláken se znáhodněnými parametry, které zastupují různé vlivy způsobující odlišnost odezvy od ideálního svazku. Cílem experimentu bylo ověřit předpoklady modelu a případně identifikovat jeho parametry tak, aby odpovídal skutečně naměřeným zatěžovacím křivkám. Díky neúspěšnému pokusu o~opravu naměřených křivek, jejichž deformace byly ovlivněny příspěvkem netuhých části zatěžovacího stroje, nebyla identifikace parametrů modelu možná. K statistickému zpracování experimentu byla použita pouze data naměřených sil (tahových pevností), na kterých byl demonstrován vliv délky vzorku na jeho pevnost.
|
|
|
Pravděpodobnostní model pevnosti výztuže pro textilní beton a jeho porovnání s experimenty
Lomič, Jiří ; Rypl, Rostislav (oponent) ; Vořechovský, Miroslav (vedoucí práce)
Cílem předložené bakalářské práce bylo sestavit pravděpodobnostní model pevnosti výztuže textilního betonu. Tato výztuž se skládá z vláknitých svazků ze skelného materiálu, které jsou impregnované epoxidovou pryskyřicí. Hlavním zájmem této práce bylo zjistit možné slabé místo v tomto textilním svazku a také ověřit jeho pevnost. Tímto slabým místem mohl být příčný spoj, který zužuje svazek v několika místech. Dalším zájmem bylo pozorovat vliv velikosti svazku na jeho pevnost. Za účelem správného sestavení výpočtového modelu bylo třeba experimentálních tahových zkoušek. Těmito zkouškami prošlo pět sérií vzorků, které se lišily délkou svazku. Každá série obsahovala 8-10 vzorků. Výsledkem experimentu byly L-D diagramy jednotlivých vzorků, jejichž data přispěla k identifikaci parametrů modelu. Tyto odhady parametrů byly vypočítány díky numerickým metodám a optimalizačním funkcím v rámci programovacího algoritmu. Výsledkem parametrické studie byla kombinace čtyř parametrů pravděpodobnostního modelu popisující chování textilního svazku. Statistický vliv velikosti byl prokázán s odkazem na Weibullovu teorii pevnosti. Provedený výzkum ukázal, že příčný spoj není slabým místem svazku a nevyskytují se zde koncentrátory napětí. Pevnost svazku textilní výztuže tedy závisí na pevnosti jeho podélných vláken.
|
host ::
RSS.