|
|
Výpočetní nástroj pro deformačně-napěťovou analýzu mechanicky zatížené kruhové a mezikruhové desky
Dohnal, Jakub ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Bakalářská práce se primárně zabývá vytvořením výpočetního nástroje pro deformačně-napěťovou analýzu rotačně symetrických kruhových a mezikruhových desek. K tomuto účelu byl použit komerční software MATLAB a jeho součást APP DESIGNER. Program využívá analytických vztahů obecné pružnosti a pevnosti pro řešení diferenciálních rovnic pro několik typů desek a zatížení. Součástí bakalářské práce je rovněž parametrická studie porovnávající výstupy analytického a numerického modelu založeného na metodě konečných prvků, mající za cíl identifikovat praktickou oblast použitelnosti analytického řešení a jeho přesnost pro daný konkrétní případ desky.
|
|
|
Vliv vrubů při cyklickém vysokofrekvenčním únavovém zatěžování
Kozáková, Kamila ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Klusák, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vyhodnocováním životností hladkých a vrubovaných vzorků. Porovnání životností je zaměřeno na případ vysokofrekvenčního cyklického zatěžování v oblasti vysokocyklové a gigacyklové únavy materiálů. Pro vyhodnocování a přepočet křivek životnosti vrubovaného vzorku je využita teorie kritických vzdáleností. Vliv vrubu je kvantifikován pomocí liniové metody. Kritický délkový parametr je stanoven tak, aby křivka životnosti vrubovaných vzorků odpovídala křivce naměřené na hladkých vzorcích. Výsledkem je závislost kritického délkového parametru na počtu cyklů do lomu. Znalost kritických délkových parametrů může být využita ke stanovení životnosti vrubovaných vzorků i reálných součástí s vrubem na základě výsledků zkoušek životnosti vzorků hladkých.
|
|
|
Modelování a analýza odezvy auxetických materiálů na mechanické zatížení
Vítek, Tomáš ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Předložená bakalářská práce se zabývá výpočtovou analýzou auxetických materiálů, zejména jejich odezvou na aplikované mechanické zatížení. V rešeršní části je popsán historický vývoj těchto materiálů, jejich významné mechanické vlastnosti, způsoby modelování a možnosti praktického využití. Výpočtová část práce se zabývá detailní analýzou vybraných auxetických struktur s cílem stanovit jejich elastické charakteristiky v závislosti na různých geometrických parametrech dané struktury a rovněž v závislosti na velikosti aplikované deformace. Výpočtové modelování je primárně provedeno s využitím programu ANSYS Mechanical APDL založeném na metodě konečných prvků (MKP), jejíž princip je velmi stručně vysvětlen. Dále je v práci popsán postup tvorby parametrického modelu a redukce celé struktury na geometrii o minimálním rozsahu (části základní buňky). Podrobně je vysvětleno vytváření sítě konečných prvků, aplikace příslušných okrajových podmínek a vyhodnocení. Hodnoty elastických charakteristik určené s využitím numerických simulací jsou v práci srovnány i s dostupným analytickým modelem. Prezentovány jsou závislosti elastických charakteristik auxetických struktur pro široký rozsah hodnot zvolených geometrických parametrů a aplikovaných deformací struktury, uvažovaných jak v oblasti malých tak velkých deformací. Za zjištěných závislostí je následně diskutován vliv těchto parametrů na odezvu auxetické struktury při mechanickém zatížení. V závěru práce jsou výpočtem určené elastické charakteristiky konfrontovány s experimentálními daty dostupnými v literatuře a na základě tohoto srovnání je diskutována věrohodnost a přesnost použitého výpočtového modelu.
|
|
|
Návrh topologie kompozitního piezokeramického snímače
Dostal, Vojtěch ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Majer, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a numerickým modelováním piezokeramického snímače, který je umístěn na kolejnici z důvodu generování elektrické energie pro bezdrátové senzory monitorující železniční dopravu a stav kolejí. Práce se dá rozdělit do tří oblastí. První část se věnuje teoretickým základům piezoelektrické přeměny a následně jsou uvedeny příklady použití piezoelektrického generátoru v železniční oblasti. Ve druhé části je provedena parametrická analýza na numerickém modelu pro zjištění vhodného umístění piezoelektrického generátoru na kolejnici, k tomu byl použit homogenizovaný model MFC snímače. Výsledky z numerického modelu byly následně porovnány s provedeným experimentem. Třetí část se již věnuje návrhu vlastního piezokeramického snímače, který je aplikován na vybrané vhodné místo na kolejnici. Výsledky z provedeného numerického výpočtu ukazují vhodnost použití tohoto snímače pro monitorování železnice.
|
|
|
Určování elastických charakteristik vysoce-porézních materiálů s využitím impulsové excitační techniky
Kollmann, Marek ; Lošák, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá aplikací impulzně excitační techniky (IET) k určování elastických charakteristik vysoce-porézních materiálů a ověřením její praktické použitelnosti k tomuto účelu. V teoretické části je vysvětlen princip této metody spolu s argumenty pro využití mimo podmínky stanovené normou. V další části je s využitím programu ANSYS vytvořen model pěnové struktury s otevřenou pórovitostí tvořené Kelvinovými buňkami, který slouží jak pro zjištění modálních charakteristik modelu, vstupujících do vyhodnocení elastických vlastností porézního materiálu pomocí IET, tak pro simulaci standardní tahové zkoušky určující tyto homogenizované elastické charakteristiky přímým způsobem. Na výpočtovém modelu byl dále analyzován vliv porozity a velikosti buněk na jeho elastické charakteristiky. Ten se prokázal být ve shodě s teorií dle Gibsonové a Ashbyho. V závěru práce jsou konfrontovány výstupy výpočtových modelů s dostupnými, experimenty naměřenými, daty elastických vlastností různě porézních materiálů a zhodnoceny možnosti využití IET k určení těchto charakteristik. Ukázalo se, že IET správně podává informace o tuhosti modelu.
|
|
|
Solution of General Stress Concentrators in Anisotropic Media by Combination of FEM and the Complex Potential Theory
Ševeček, Oldřich ; Kotoul, Michal (vedoucí práce)
The thesis focuses to the solution of the problems of general stress concentrators in anisotropic media. Particularly, it is a problem of cracks terminating on the interface of two dissimilar materials or problems of general multi-material wedge. The main aim of the work is to work up a complex toolbox for the assessment of general stress concentrators, i.e. a tool for the description of the stress field in its vicinity, the inclusion of the crack bridging effect into the resulting stress field, and the definition of the fracture criteria for the crack impinging at the interface in dissimilar anisotropic media. For the description of the stress field the so-called Lechnitskii-Stroh formalism and continuously distributed dislocation technique, exploiting the complex potential theory is used. The work also widely employs the two-state "psi"-integral (for the calculation of various factors of the asymptotic stress expansions) based on the Betti´s reciprocal theorem in combination with FEM. For the fracture criterion definition the theory of Finite Fracture Mechanics and matched asymptotic expansions is used. Especially the competition between the crack deflection along the interface and the crack penetration into the base material is studied. All the needed calculations are performed in the mathematical softwares MAPLE 10.0, MATLAB 7.1 and in the finite element system ANSYS 10.0.
|
|
|
Výpočtová analýza vlivu výrobních defektů na porušení keramické pěny při mechanickém zatížení
Papšík, Roman ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním keramických pěn a analýzou vlivu výrobních defektů (jako jsou porušené trámečky, zaslepené póry ashluky materiálu) na pevnost keramické pěny. Model geometrie pěny byl diskretizován nosníkovými prvky za účelem snížení výpočetní náročnosti. Vmístě styku několika trámečků bylo využito tuhých nosníkových prvků pro přesnější modelování vyšší tuhosti vtomto místě. Zaslepené stěny pórů byly modelovány adiskretizovány pomocí skořepinových prvků. Byl analyzován vliv směru zatěžování na pevnost pěny bez vad apoté vliv množství vad na pevnost. Nejvyšší pevnost vykazují pěny tvořené buňkami strámečky orientovanými ve směru zatěžování. Ty ale ztrácely pevnost nejvíce. Pěna tvořená rombododekaedrickou buňkou prakticky není ovlivněna přítomností zaslepených pórů, ale má má nejnižší pevnost ibez defektů. Kelvinova buňka představuje kompromis. Ukázalo se, že mezi trámečkem skonstantním aproměnným průřezem je rozdíl vpevnosti řádově desítky procent.
|
|
|
Návrh laminátových řídítek pro horská kola
Hanák, Jiří ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Polzer, Stanislav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem laminátových řídítek pro horská kola. První část prá-ce se věnuje popisu vlastností kompozitních materiálů, zejména je kladen důraz na vláknové kompozity. Je zde uveden algoritmus pro získání materiálových charakteristik vláknového kompozitu analytickým způsobem. V další části je ukázáno řízení směrů vláken laminátu a jeho vliv na výsledné napětí působící v materiálu. Cílem poslední části je samotný návrh modelu geometrie laminátových řídítek pro horská kola s následnou deformačně – napěťovou analý-zou pomocí MKP a programu ANSYS. Analýza je provedena pro monotónní zatěžování.
|
|
|
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.
|
|
|
Verification of operation of piezoelectric composite strain sensor
Kubiš, Juraj ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
The bachelor thesis deals with the use of piezoelectric elements as sensing elements in engineering practice. The work can be divided into three main parts. The first part describes the actual use of these elements in practice, either as sensing elements or as a source for energy harvesting. This section contains the selection of components for a given experiment, the creation of a model using FEM and the measurement process of the experiment. The third part is the evaluation of the obtained results and subsequent comparison with the obtained values from strain gauges and other sensors.
|
host ::
RSS.