|
|
Výpočtové modelování mechanických zkoušek izolovaných buněk
Sůkal, Petr ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním mechanických zkoušek izolovaných buněk, konkrétně jednoosou tahovou zkouškou. Cílem je především napodobení reálného deformovaného tvaru, který známe z experimentu. Nejprve je zpracován popis struktury jednotlivých prvků buňky a jejich analýza z hlediska významu pro mechanické chování. Dále je uveden přehled základních mechanických zkoušek, které jsou prováděny na buňkách. Pro modelování je vytvořen strukturní výpočtový model, který zahrnuje z mechanického hlediska důležité komponenty. Těmi jsou jádro, cytoplazma, membrána a cytoskelet. Kvůli problémům s konvergencí byl model rozdělen na dvě části. V první je řešen zvlášť tvar cytoskeletu a v druhé zvlášť tvar spojitých částí (jádra, cytoplazmy a membrány). U obou těchto dílčích modelů se podařilo dosáhnout deformací odpovídajících experimentu.
|
|
|
ANALYSIS OF IMPACT OF EXPERIMENT REALISATION ON MECHANICAL CHARACTERISTICS OF BIOMATERIALS
Slažanský, Martin ; Petruška, Jindřich (oponent) ; Horný,, Lukáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
The dissertation thesis focuses on the plausibility of mechanical testing of soft biological tissues and on the predictive capabilities of different material models, all assessed using finite element method. The first part of the thesis is dedicated to an introduction into the problem. Next soft biological tissues related to the problem and the ways of their mechanical testing are described according to the most recent knowledge. The second part of the thesis deals with finding the optimal experimental setup using computational modelling by virtual simulation of the mechanical testing. Results have confirmed that two narrow clamps per edge as well as commonly used hooks are applicable for biaxial tension testing of different soft tissues using square shape specimens. Use of clamps is therefore a time efficient, easy and reliable alternative not inferior to hooks. The analysis focused on recommendations for the choice of type, number and size of gripping elements for different specimen size was also carried out in the thesis. The third part of the thesis examines the predictive capabilities of material models of soft tissues and their dependencies. It can be concluded that the resulting mechanical behaviour of a fitted material model depends on starting parameters and there are no “ideal” starting parameters to be used when fitting experimental data. Despite the absence of “ideal” starting parameters, the most efficient way of achieving the best approximation of experimental data from many data sets is proposed. Furthermore, it is also concluded that a constraint of the fitted parameters results in unpredictable influence on the quality of the fit. Finally, the presumption of affine and non-affine deformation of material models was analysed in order to explain the large contradictions between the structure-based constitutive models and the results of biaxial tests under different testing protocols. Although certain differences between the analysed models were found out, they were not significant enough to explain those large contradictions. Further possible areas of investigation are mentioned as the last part of the thesis.
|
|
|
Experimentální a výpočtové stanovení součinitelů přestupu tepla pro části průmyslové parní turbíny od firmy Siemens, s.r.o Odštěpný závod Industrial Turbomachinery
Hladík, Petr ; Pospíšil, Jiří (oponent) ; Hrabovský, Jozef (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je experimentální a výpočtové stanovení součinitelů přestupu tepla při kondenzaci páry pro zjednodušené části průmyslové parní turbíny. Tímto geometrickým zjednodušením je potrubí kruhového průřezu, kterého se při analýzách dějů probíhajících v parních turbínách často využívá. První část práce je věnována teorii přenosu tepla při kondukci, konvekci a speciálním případu konvekce – kondenzaci. Obsahem dalších kapitol je poté popis jednotlivých metod stanovení součinitele přestupu tepla. Těmi jsou: experimentální analýza provedená na reálném měřícím zařízení a vyhodnocená metodou konečných prvků (MKP), výpočtové modelování proudění (CFD) v programu ANSYS CFX a analytické určení součinitelů přestupu tepla použitím empirických vztahů pro kondenzaci. Závěrem práce je provedena validace a srovnání dosažených výsledků.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza patologického kyčelního kloubu
Stodola, Martin ; Florian, Zdeněk (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou patologického kyčelního kloubu. V jejím úvodu je provedena rešeršní studie z dostupných literárních zdrojů zahrnující současný stav vědeckých prací, anatomii jednotlivých komponent kyčelního kloubu, jejich materiálové vlastnosti, způsob a velikost zatížení a nejčastěji používaný MKP model. S využitím těchto informací, výpočtového systému ANSYS a získaných CT řezů je vytvořen model geometrie pánve a stehenní kosti. Následně je sestaven celkový výpočtový model patologického kyčelního kloubu. Na takto sestaveném modelu je provedena deformačně napěťová a citlivostní analýza. Následně je simulován chirurgický zákrok na modelu patologického kyčelního kloubu a provedena deformačně napěťová analýza. Tyto analýzy jsou porovnávány s analýzou fyziologického kyčelního kloubu.
|
|
|
Stress-strain analysis of elastomer components of flexible coupling
Láštic, Daniel ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with computational modelling of stress-strain states in elastomeric components of a flexible coupling. The first part of the thesis is dedicated to research about usage and designs of flexible coupling and about fatigue of elastomers. The second part of the thesis concerns creation of the computational model. The model of material is determined based on uniaxial tension test of a specimen produced from a real elastomer component. The results are presented in the form of comparison of two designs of elastomer component with respect to fatigue behaviour based on a maximum principal strain range. The results of computational modelling in the viewpoint of crack initiation site are in good agreement with the results from the component used in operation and dif-ferences between the two designs are negligible. The quantitative difference of the two designs is 15 %.
|
|
|
Výpočtová simulace vibrací gumového silentbloku
Krupa, Lukáš ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá výpočtovým modelováním vibrací gumového silentbloku metodou konečných prvků (MKP). Práce zahrnuje popis experimentálních měření materiálových charakteristik gumy při statickém a dynamickém zatížení a jejich použití pro určení vhodného viskoelastického a hyperelastického modelu materiálu pro danou aplikaci. Závislost dynamické tuhosti silentbloku na frekvenci zatížení získaná výpočtovým modelováním je validována s experimentálním měřením. Na závěr jsou vyšetřovány odchylky mezi simulací a experimentem a jejich příčiny.
|
|
|
Rešerše možností výpočtového modelování arteriálních výdutí
Pavlica, Ondřej ; Zemánek, Miroslav (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Bakalářská práce je zaměřena na popis obecných vlastností a dělení aneurysmat (výdutí tepen), predikci jejich ruptury a analýzu možností, jak může přispět výpočtové modelování deformačně napěťových stavů ve stěně aneurysmatu, případně modelování proudění krve uvnitř aneurysmatu, k posouzení rizika ruptury ohrožující život člověka. Práce obsahuje rešeršní pojednání o moderních přístupech výpočtu napětí ve stěně aneurysmatu.
|
|
|
Výpočtové modelování deformačně-napěťových stavů pneumatik
Lavický, Ondřej ; Profant, Tomáš (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá možnostmi výpočtového modelování mechanického chování elastomerů a kompozitů s pryžovou matricí a jejich využití pro tvorbu výpočtového modelu pneumatiky. Byl vytvořen 2D-axisymetrický výpočtový model pneumatiky MATA-DOR 165/65 R13 ve dvou geometrický variantách. Pro výpočtové modelování je aplikována metoda konečných prvků (MKP). Model byl řešen v několika variantách lišících se použitou úrovní modelování materiálu. Nejprve byla provedena analýza vlivu vnitřního tlaku na de-formaci jednotlivých modelů. Dále byl řešen vliv zatížení pneumatiky úhlovou rychlostí sou-časně se zatížením vnitřním tlakem. Byl také ověřen vliv tloušťky běhounové vrstvy na cel-kovou deformaci pláště pneumatiky.
|
|
|
Computational modelling of the low-profile flexible support of the pad of journal bearing
Kudláčová, Martina ; Pavlík, Ondřej (oponent) ; Pokorný, Jan (vedoucí práce)
Aerodynamic tilting pad journal bearings are currently one of the most widely used bearing types in high-speed rotary devices. In order to ensure better rotor stability under harsh operating conditions, research is underway on a new type of aerodynamic bearings with flexible support of tilt pads. The first chapters of this thesis are focused on an overview of bearing theory with a focus on aerodynamic bearings. The thesis presents the current state of research in the field of aerodynamic foil bearings and aerodynamic tilting pad journal bearings with an emphasis on pad support options. The aim of the final thesis is to determine the geometry of the low-profile flexible support of the pads for a specified bearing using computational modeling. A computational model was created, the results of which were verified experimentally using the method of digital image correlation (DIC). A parametric study was carried out using a computational model which allowed a comprehensive view of the issue of the dependence of the support parameters of the segment on its force and stiffness. Based on the results of the parametric study, the geometry of the low-profile flexible support of the pads for the specified bearing was determined.
|
|
|
Výpočtové modelování vlivu stenóz na proudění krve v krční tepně
Lukáš, Petr ; Hájek, Petr (oponent) ; Švancara, Pavel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá prouděním krve v krční tepně s dvěma stenózami umístěnými za sebou. Nejprve je v rešeršní části popsána srdečně-cévní soustava s důrazem na krev a tepny. V praktické části jsou poté vytvořeny modely geometrie krční tepny s 30% a 70% stenózou a také model bez stenózy. 2. stenóza není v modelu geometrie, je modelována pomocí Windkessel efektu. Krev byla modelována jako nenewtonská kapalina pomocí Carreau modelu. Po výpočtu se vyhodnotilo proudění krve a napjatost stěny tepny a výsledky se porovnaly mezi jednotlivými modely geometrie. Vyhodnocovaly se kritické hodnoty smykového napětí, TAWSS, OSI a FFR a především hmotnostní průtok na ICA.
|
host ::
RSS.