|
|
Porovnání deformací stanovených metodou konečných prvků a optickým měřícím zařízením
Zajíček, Vít ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Vlk, Miloš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá srovnáním numerické simulace a optického měření deformací na turbínové skříni společnosti Honeywell. Numerický výpočet je proveden metodou konečných prvků a simuluje přechodové teplotní zatížení na měřeném tělese. Výsledkem je deformačně napjatostní stav tělesa způsobený teplotními gradienty. K verifikaci simulace je použita experimentální digitální korelační metoda VIC-3D. V práci jsou také uvedeny teoretické základy digitálních korelačních metod a tepelné analýzy.
|
|
|
Napjatostní analýza keramické hlavice totální kyčelní endoprotézy zatížené dle ISO 7206-5
Varga, Jozef ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této práce je provést analýzu rotačně symetrické úlohy dle normy ISO 7206-5, která se používá na určování statické pevnosti keramických hlavic. Při numerické analýze budou uvažovány tvarové odchylky od nominální kuželovitosti a kruhovitosti průřezů dříků tj. možné odchylky vzniklé při výrobě. Dále budou uvažovány tvarové změny zápichu uvnitř hlavice, které byly naměřeny na reálných vzorcích. Všechny tyto odchylky od nominálních hodnot je nutno podrobně analyzovat, protože se mohou podílet na destrukci keramických hlavic. Soustava dřík, keramická hlavice a zatěžovací kužel (DHK) bude modelována jako 2D osově symetrická (axisymetrická) úloha a 3D čtvrtinově symetrická úloha. Proto je nutno provést také srovnávací analýzu pro 2D a 3D úlohu a porovnat výsledky případně zhodnotit chybu. Tato úloha je řešena s použitím konečno prvkového systému ANSYS 11.0
|
|
|
Deformačně napěťová analýza a hodnocení mezních stavů částí tlustostěnného potrubí v oblasti creepu.
Zouhar, Michal ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá deformačně napěťovou analýzou částí tlustostěnného potrubí. Jsou řešeny rozměrové řady (charakterizovány poměrem D/d) tří těles, přímý válec, anuloid s konstantní tloušťkou (oblouk) a anuloid s proměnnou tloušťkou stěny (ohyb). Nejdříve je řešena velikost vnitřního tlaku kdy dojde k plně plastickému stavu u těchto těles. Velikost mezního tlaku je stanovena analyticky, numericky a příslušnými normativními vztahy. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých řešení jsou vzájemně porovnány. Dále jsou tato tělesa řešena v creepové oblasti, jsou zatížena maximálním přípustným vnitřním tlakem dle normy po dobu 200 tisíc hodin - doba provozu součástí. Zkoumáno je místo maximálního ekvivalentního creepového přetvoření a místo maximálního ekvivalentního napětí. V těchto místech jsou vypsána hlavní napětí v závislosti na poměru D/d. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých rozměrových řad jsou vzájemně porovnány. Z dostupných zdrojů literatury je zvolena podmínka dosažení mezního stavu, podle které je provedeno hodnocení dosažení mezního stavu u jednotlivých těles.
|
|
|
Dynamické vlastnosti Lavalova rotoru
Nováková, Naděžda ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Náplní této bakalářské práce je stanovení vlastní frekvence modelové rotorové soustavy a ověření, zda tato soustava může být považována za Lavalův rotor. Vlastní frekvence se získá výpočtem ze známých vztahů pro krouživé kmitání rotorů. Ověření, zda tato modelová rotorová soustava může být Lavalův rotor, se provede pomocí experimentálního měření, při kterém se zjišťuje výchylka trajektorie hřídele při postupně se zvyšujících otáčkách. Naměřené hodnoty se následně zpracují v programu MATLAB. Výsledky se porovnají s teorií Lavalova rotoru.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
|
|
Porovnání deformací stanovených metodou konečných prvků a optickým měřícím zařízením
Zajíček, Vít ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Vlk, Miloš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá srovnáním numerické simulace a optického měření deformací na turbínové skříni společnosti Honeywell. Numerický výpočet je proveden metodou konečných prvků a simuluje přechodové teplotní zatížení na měřeném tělese. Výsledkem je deformačně napjatostní stav tělesa způsobený teplotními gradienty. K verifikaci simulace je použita experimentální digitální korelační metoda VIC-3D. V práci jsou také uvedeny teoretické základy digitálních korelačních metod a tepelné analýzy.
|
|
|
Deformačně napěťová analýza a hodnocení mezních stavů částí tlustostěnného potrubí v oblasti creepu.
Zouhar, Michal ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá deformačně napěťovou analýzou částí tlustostěnného potrubí. Jsou řešeny rozměrové řady (charakterizovány poměrem D/d) tří těles, přímý válec, anuloid s konstantní tloušťkou (oblouk) a anuloid s proměnnou tloušťkou stěny (ohyb). Nejdříve je řešena velikost vnitřního tlaku kdy dojde k plně plastickému stavu u těchto těles. Velikost mezního tlaku je stanovena analyticky, numericky a příslušnými normativními vztahy. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých řešení jsou vzájemně porovnány. Dále jsou tato tělesa řešena v creepové oblasti, jsou zatížena maximálním přípustným vnitřním tlakem dle normy po dobu 200 tisíc hodin - doba provozu součástí. Zkoumáno je místo maximálního ekvivalentního creepového přetvoření a místo maximálního ekvivalentního napětí. V těchto místech jsou vypsána hlavní napětí v závislosti na poměru D/d. Výsledky a průběhy napětí jednotlivých rozměrových řad jsou vzájemně porovnány. Z dostupných zdrojů literatury je zvolena podmínka dosažení mezního stavu, podle které je provedeno hodnocení dosažení mezního stavu u jednotlivých těles.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
|
|
Napjatostní analýza keramické hlavice totální kyčelní endoprotézy zatížené dle ISO 7206-5
Varga, Jozef ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Fuis, Vladimír (vedoucí práce)
Cílem této práce je provést analýzu rotačně symetrické úlohy dle normy ISO 7206-5, která se používá na určování statické pevnosti keramických hlavic. Při numerické analýze budou uvažovány tvarové odchylky od nominální kuželovitosti a kruhovitosti průřezů dříků tj. možné odchylky vzniklé při výrobě. Dále budou uvažovány tvarové změny zápichu uvnitř hlavice, které byly naměřeny na reálných vzorcích. Všechny tyto odchylky od nominálních hodnot je nutno podrobně analyzovat, protože se mohou podílet na destrukci keramických hlavic. Soustava dřík, keramická hlavice a zatěžovací kužel (DHK) bude modelována jako 2D osově symetrická (axisymetrická) úloha a 3D čtvrtinově symetrická úloha. Proto je nutno provést také srovnávací analýzu pro 2D a 3D úlohu a porovnat výsledky případně zhodnotit chybu. Tato úloha je řešena s použitím konečno prvkového systému ANSYS 11.0
|
|
|
Dynamické vlastnosti Lavalova rotoru
Nováková, Naděžda ; Hlavoň, Pavel (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Náplní této bakalářské práce je stanovení vlastní frekvence modelové rotorové soustavy a ověření, zda tato soustava může být považována za Lavalův rotor. Vlastní frekvence se získá výpočtem ze známých vztahů pro krouživé kmitání rotorů. Ověření, zda tato modelová rotorová soustava může být Lavalův rotor, se provede pomocí experimentálního měření, při kterém se zjišťuje výchylka trajektorie hřídele při postupně se zvyšujících otáčkách. Naměřené hodnoty se následně zpracují v programu MATLAB. Výsledky se porovnají s teorií Lavalova rotoru.
|
host ::
RSS.