|
|
Analysis of the procedure for identifying potentially dangerous locations of weld joints in thin-walled metal structures during life assessment
Doležel, Daniel ; Pavlík, Ondřej (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
The fatigue assessment of welds in thin-walled metal structures is vital for ensuring structural integrity in proposed designs. Despite established criteria and S-N curves, fatigue analysis of welded joints for geometrically complex structures presents inherent challenges. The primary obstacle lies in identifying the fatigue-critical locations for detailed assessment, a task that can be highly time-consuming, even with finite element modeling (FEM). This thesis thoroughly examines weld fatigue assessment, encompassing a review of the relevant literature, commercial solutions, and the practical context of railway industry standards and the FKM Guideline. A significant contribution is the development of automated FEMAP API programs for Siemens FEMAP software, aimed at streamlining the analysis process. These programs reduce time and effort by employing a simplified analysis approach based on local nominal stress assessment, in accordance with the FKM Guideline. The methodology, supported by the developed programs, is described and demonstrated in this thesis. The practical implications of this work extend to providing an efficient alternative to commercial software, ultimately enhancing the efficiency of weld fatigue analysis in structural engineering applications.
|
|
|
Modelování silových účinků působících na dopravní a manipulační zařízení s cílem jejich optimalizace
Šťastný, Antonín ; Hrabovský, Leopold (oponent) ; Kuľka,, Jozef (oponent) ; Škopán, Miroslav (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce se zabývá využitím moderních výpočtových a optimalizačních metod při optimalizaci nosných uzlů ocelových konstrukcí manipulačních zařízení. Cílem práce je návrh ucelené metodiky umožňující generování optimálních rozměrů již koncepčně navržených nosných uzlů ocelových konstrukcí manipulačních zařízení. Navržená metodika je tvořena souborem dílčích metod, jejichž postupná aplikace vede k optimální rozměrové konfiguraci řešeného uzlu konstrukce vzhledem ke zvolenému kritériu. V práci jsou využívány metody pro plánování experimentů, parametrické konečno-prvkové modely, moderní metody pro hodnocení tvarové stability, matematické aproximační metody a moderní optimalizační schémata založená na gradientní i heuristické bázi. Při řešení nelineární analýzy stability jsou prakticky aplikována doporučení z Eurokódu 3 pro zavádění imperfekcí do konečno-prvkového modelu. Praktická část práce je zaměřena na optimalizaci svařovaných nosníků. Princip metodiky je krok po kroku ilustrován na případové studii návrhu hmotnostně optimalizované nosné traverzy o nosnosti 20 tun. V rámci dizertační práce je navržená metodika realizována v prostředí programu Matlab, ve kterém jsou rovněž realizovány některé dílčí metody včetně aplikace matematických optimalizačních metod. Pro srovnání a vzájemnou verifikaci jsou aplikovány gradientní i heuristické metody. Strukturální výpočty jsou prováděny na parametrických konečnoprvkových modelech vytvořených v parametrickém programovacím jazyce APDL systému Ansys. Metodika řeší možnost ztráty tvarové stability tenkostěnných tlakově zatížených prvků konstrukcí pomocí automatizovaného vyhodnocení dat z nelineární analýzy stability na imperfektovaných konečno-prvkových modelech. Výstupem algoritmu je optimalizovaný návrh rozměrů konstrukce, který minimalizuje účelovou funkci a vyhovuje všem požadavkům zadaných v podobě omezujících podmínek.
|
|
|
Modelování silových účinků působících na dopravní a manipulační zařízení s cílem jejich optimalizace
Šťastný, Antonín ; Hrabovský, Leopold (oponent) ; Kuľka,, Jozef (oponent) ; Škopán, Miroslav (vedoucí práce)
Předložená dizertační práce se zabývá využitím moderních výpočtových a optimalizačních metod při optimalizaci nosných uzlů ocelových konstrukcí manipulačních zařízení. Cílem práce je návrh ucelené metodiky umožňující generování optimálních rozměrů již koncepčně navržených nosných uzlů ocelových konstrukcí manipulačních zařízení. Navržená metodika je tvořena souborem dílčích metod, jejichž postupná aplikace vede k optimální rozměrové konfiguraci řešeného uzlu konstrukce vzhledem ke zvolenému kritériu. V práci jsou využívány metody pro plánování experimentů, parametrické konečno-prvkové modely, moderní metody pro hodnocení tvarové stability, matematické aproximační metody a moderní optimalizační schémata založená na gradientní i heuristické bázi. Při řešení nelineární analýzy stability jsou prakticky aplikována doporučení z Eurokódu 3 pro zavádění imperfekcí do konečno-prvkového modelu. Praktická část práce je zaměřena na optimalizaci svařovaných nosníků. Princip metodiky je krok po kroku ilustrován na případové studii návrhu hmotnostně optimalizované nosné traverzy o nosnosti 20 tun. V rámci dizertační práce je navržená metodika realizována v prostředí programu Matlab, ve kterém jsou rovněž realizovány některé dílčí metody včetně aplikace matematických optimalizačních metod. Pro srovnání a vzájemnou verifikaci jsou aplikovány gradientní i heuristické metody. Strukturální výpočty jsou prováděny na parametrických konečnoprvkových modelech vytvořených v parametrickém programovacím jazyce APDL systému Ansys. Metodika řeší možnost ztráty tvarové stability tenkostěnných tlakově zatížených prvků konstrukcí pomocí automatizovaného vyhodnocení dat z nelineární analýzy stability na imperfektovaných konečno-prvkových modelech. Výstupem algoritmu je optimalizovaný návrh rozměrů konstrukce, který minimalizuje účelovou funkci a vyhovuje všem požadavkům zadaných v podobě omezujících podmínek.
|
host ::
RSS.