|
|
Optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost
Konvalina, Michal ; Svoboda, Petr (oponent) ; Jopek, Miroslav (vedoucí práce)
Práce se zabývá studií vlivu rozdílné tloušťky stěn vnitřní výplně 3D tištěných dílců při konstantní ploše průřezu na jejich výsledné vlastnosti při statickém nebo dynamickém zatížení. Na základě literární studie jsou zvoleny dvě experimentální metody. Kvazistatická zkouška a Taylorův test. Pro testy jsou vytištěny vzorky čtvercové a hexagonální mřížky pomocí metody FDM z materiálu PLA. Kvazistatická zkouška je použita k měření statických vlastností, jako je maximální pevnost v tlaku, mez kluzu, modul pružnosti a odvození materiálového modelu podle Johnson – Cooka. Dynamický rázový test TAT slouží k vyhodnocení různých typů výplní při vysokých dopadových rychlostech. V programu ANSYS jsou simulovány vzorky, které v Taylorově testu odolaly nejvyšším rázovým rychlostem a následně je optimalizován parametr citlivosti na rychlosti deformace pro konkrétní dopadovou rychlost. Nejvyšší maximální dynamické odolnosti dosáhla čtvercová výplň o tloušťce stěny 0,4 mm při rázové rychlosti 37 ms-1.
|
|
|
Výpočtové modelování mechanického chování živé buňky
Wojtek, Lukáš ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Jadrná, Lucie (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá strukturou živočišných buněk a jejich mechanickou odezvou na zatěžování. Mechanicky významnou komponentou při tvorbě výpočtového modelu buňky je její cytoskelet. Ten se skládá z aktinových vláken, intermediárních filament a mikrotubulů. Práce se zaměřuje na zjištění tuhosti mikrotubulů a její vliv na celkovou tuhost buňky. Kvůli rozdílným vlastnostem mikrotubulů v tahu a tlaku byl nalezen efektivní modul pružnosti za využití výpočtového modelování. Vliv nově zjištěného modulu pružnosti na celkovou mechanickou odezvu buňky byl zjišťován pomocí simulace mechanické zkoušky přilnuté buňky v tlaku. Ta byla realizována pomocí hybridního výpočtového modelu buňky zahrnujícího kromě cytoskeletu i kontinua buňky – jádro, cytoplasmu a cytoplasmatickou membránu. Výsledky této práce by měly sloužit jako podklad pro další výzkum vlivu tuhosti cytoskeletu na mechanickou odezvu buňky.
|
|
|
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.
|
|
|
Experimentální ověření kotevních oblastí zesílení ŽB prvků ocelovými lamelami
Vepřek, Karel ; Láník, Jaromír (oponent) ; Žítt, Petr (vedoucí práce)
Způsob kotvení externí výztuže pro ověření kotevních oblastí experimentální analýzou. Návrh a výroba zkušebních těles pro laboratorní zkoušení. Provedení zkoušek vybraných mechanických vlastností zkušebních prvků. Experimentální analýza zkušebních prvků v laboratoři a tvorba matematického modelu softwarem Atena. Vyhodnocení experimentální analýzy a porovnání s hodnotami numerické analýzy a statického výpočtu. Grafické porovnání výsledků a závěrečné celkové zhodnocení.
|
|
|
Computational Simulation of Mechanical Tests of Isolated Animal Cells
Bansod, Yogesh Deepak ; Kučera,, Ondřej (oponent) ; Florian, Zdeněk (oponent) ; Canadas, Patrick (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
A cell is complex biological system subjected to the myriad of extracellular mechanical stimuli. A deeper understanding of its mechanical behavior is important for the characterization of response in health and diseased conditions. Computational modeling can enhance the understanding of cell mechanics, which may contribute to establish structure-function relationships of different cell types in different states. To achieve this, two finite element (FE) bendo-tensegrity models of a cell in different states are proposed: a suspended cell model elucidating the cell’s response to global mechanical loads, such as elongation and compression and an adherent cell model explicating the cell’s response to local mechanical load, such as indentation using atomic force microscopy (AFM). They keep the central principles of tensegrity such as prestress and interplay between components, but the elements are free to move independently of each other. Implementing the recently proposed bendo-tensegrity concept, these models take into account flexural (buckling) as well as tensional behavior of microtubules (MTs) and also incorporate the waviness of intermediate filaments (IFs). The models assume that individual cytoskeletal components can change form and organization without collapsing the entire cell structure when they are removed and thus, can evaluate the mechanical contribution of individual cytoskeletal components to the cell mechanics. The suspended cell model mimics realistically the force-elongation response during cell stretching and the force-deformation response during cell compression, and both responses illustrate a non-linear increase in stiffness with mechanical loads. The simulation results demonstrate that actin filaments (AFs) and MTs both play a crucial role in defining the tensile response of cell, whereas AFs contribute substantially to the compressive response of cell. For adherent cell model, the force-indentation responses at two distinct locations are in accordance with the non-linear behavior of AFM experimental data. The simulation results exhibit that the indentation site dominates the cell behavior and for cell rigidity actin cortex (AC), MTs, and cytoplasm are essential. The proposed models provide valuable insights into the interdependence of cellular mechanical properties, the mechanical role of cytoskeletal components individually and synergistically, and the nucleus deformation under different mechanical loading conditions. Therefore, this thesis contributes to the better understanding of the cytoskeletal mechanics, responsible for cell behavior, which in turn may aid in investigation of various pathological conditions like cancer and vascular diseases.
|
|
|
Studie vlivu vstupních parametrů při numerickém modelování tlakové zkoušky
Polách, Marek ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Lehký, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou vstupních parametrů materiálového modelu betonu, konkrétně modelu 3D Non Linear Cementitious 2, při numerickém modelování tlakové zkoušky v programech ATENA 2D a ATENA 3D. Cílem je zjistit vliv nastavení jednotlivých parametrů modelu na průběh zatěžovací křivky a následně se pomocí numerického modelování co nejvíce přiblížit laboratorně získaným datům, jimiž jsou kompletní křivky zatížení – posun obdržené ze speciálně instrumentované laboratorní tlakové zkoušky. Celkem je vliv těchto nastavení zkoumán na třech typech modelů. Jako nástroje pro zkoumání citlivosti byly použity deterministická a statistická citlivostní analýza. Parametry, u kterých bude zjištěn výrazný vliv na průběh zkoušky, doplní skupinu parametrů získaných při numerickém modelování zkoušky v tříbodovém ohybu. Tím vznikne kompletní sada parametrů, jejichž nastavení bude mít vliv při modelování konstrukcí vystavených více typům namáhání zároveň.
|
|
|
Experimentální a numerická analýza zesílení ŽB prvku na ohyb
Vepřek, Karel ; Láník, Jaromír (oponent) ; Žítt, Petr (vedoucí práce)
Návrh a výroba zkušebních prvků pro experimentální laboratorní zkoušení. Provedení zkoušek vybraných mechanických vlastností zkušebních prvků. Experimentální analýza zkušebních prvků v laboratoři, tvorba matematického modelu softwarem ATENA a statického výpočtu. Vyhodnocení experimentální analýzy a porovnání s hodnotami numerické analýzy. Grafické porovnání výsledků a závěrečné celkové zhodnocení.
|
|
|
Diagnostika poruch a vad podlah v bytové a občanské výstavbě
Vrtal, Roman ; Žítt, Petr (oponent) ; Schmid, Pavel (vedoucí práce)
Předmětem předkládané diplomové práce je popis procesu přípravy, realizace a následného ošetřování podlah na bázi síranu vápenatého, včetně problémů, které s danou problematikou souvisí. Práce si klade za cíl podrobně seznámit čtenáře s metodami používanými při diagnostice poruch a vad podlah v bytové a občanské výstavbě včetně praktických aplikací těchto metod na reálných konstrukcích. Součástí práce je také experimentální analýza reálné skladby podlahy na únosnost při lokálním zatížení.
|
|
|
Experimentální a numerická analýza zesílení železobetonového vetknutého prvku
Ptáčková, Kristina ; Láník, Jaromír (oponent) ; Žítt, Petr (vedoucí práce)
Návrh způsobu provedení zatěžovací zkoušek železobetonovýych prvků namáhaných čtyřbodovým ohybem při přovedeném oboustranném vetknutí nosníku. Na základě zvolené zatěžovací rozvahy a způsobu uložení nosníku navhrnout teoretické vyztužení ŽB prvku včetně návrhu jeho zesílení (statický výpočet). Vypracování projektu měření statické zatěžovací zkoušky a doprovodných měření (pevnosti materiálu, moduly pružnosti, atd.). Tvorba matematického modelu softwarem Atena. Vyhodnocení a porovnání výsledků analytické a experimentální části řešení. Doporučení pro realizaci experimentálních zkoušek obdobného typu.
|
|
|
Optimalizace kaple bezpečnostní obuvi
Scholz, David ; Hrůza, Václav (oponent) ; Sláma, David (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem tvarových úprav stávající bezpečnostní kaple používané při výrobě bezpečnostní obuvi značky Honywell. Práce představuje postup modelování kompresní kvazistatické zkoušky ve statickém modulu a rázové zkoušky v explicitním dynamickém modulu konečnoprvkového softwaru ANSYS. Předmětná kaple byla rozdělena na několik oblastí podle rozložení napětí, ve kterých bylo navrženo několik úprav podle plánu měření. Nejlepší úpravy v jednotlivých oblastech pak byly nakombinovány a z kombinací vybrány dvě nejlepší. Dosažené výsledky byly podloženy experimentem, který vykazoval o něco lepší hodnoty než model.
|
host ::
RSS.