|
Konečnoprvková 2D formulace vibrací elastické struktury při velkých deformacích
Michálek, Jakub ; Horáček, Jaromír (vedoucí práce) ; Matyska, Ctirad (oponent)
Práce se věnuje numerickému řešení pohybu hlasivky při velkých výchylkách, zatímco dosavadní práce uvažují zpravidla pouze malé výchylky. Uvažovaná geometrie hlasivky odpovídá nejjednodušší situaci fistule, kdy sledujeme jednu izolovanou hlasivku. Hlasivku uvažujeme obecně jako nelineární a neizotropní kontinuum ve 2D prostoru. Pro demonstraci funkčnosti modelu pak numericky simulujeme chování hlasivky s lineární konstituční rovnicí. Hlasivku modelujeme metodou konečných prvků s kvadratickými prvky, a to při statickém a dynamickém zatížení povrchu. Ukazujeme, že pro simulaci deformace hlasivkové tkáně je třeba uvažovat rovnice s velkými výchylkami. Numerickou simulaci hlasivky lze využít např. při konstrukci umělých hlasivek, a při optimalizaci jejich funkce. Porozumění fonačnímu mechanismu je rovněž podstatné pro zjištění příčin onemocnění jako jsou hlasové uzlíky a pro položení vědeckých základů pro foniatrii a pěveckou výuku. Práce je interdisciplinární a skládá dohromady poznatky z mechaniky kontinua, anatomie a pěvecké výuky.
|
| |
|
Microstructural models of trabecular bone - comparison of CT-based FE models
Jiroušek, Ondřej ; Zlámal, Petr
In the article a detailed comparison of techniques used to developed detailed FE models of trabeculra bone microstructure is presented. The FE models are built using a stack of microtomographic images of trabecular bone. Compression test of a cylindrical sample taken from human proximal femur is virtually performed using FE models developed using different procedures. Effect of improper segmentation, mesh smoothing, mesh density, use of hexahedral/ tetrahedral elements, linear/ quadratic shape function is evaluated in parametric study. Material model is based on nanoindentation and numerical elastic properties of sample are compared to experimental results.
|
| |
|
Modifications of the limited-memory BNS method for better satisfaction of previous quasi-Newton conditions
Vlček, Jan ; Lukšan, Ladislav
Several modifications of the limited-memory variable metric BNS method for large scale un- constrained optimization are proposed, which consist in corrections (derived from the idea of conjugate directions) of the used difference vectors to improve satisfaction of previous quasi-Newton conditions, utilizing information from previous or subsequent iterations. In case of quadratic objective functions, conjugacy of all stored diffrence vectors and satisfaction of quasi-Newton conditions with these vectors is established. There are many possibilities how to realize this approach and although only two methods were implemented and tested, preliminary numerical results are promising.
Plný tet: v1127-11 -  PDF
Plný text: content.csg - PDF
|
|
Tenkostěnné přesypané konstrukce
Houšť, Vladimír ; Hrdoušek,, Vladislav (oponent) ; Barták,, Jiří (oponent) ; Klusáček, Ladislav (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce je zaměřena na analýzu tenkostěnných přesypaných klenbových konstrukcí. Štíhlá betonová klenba je řešena s využitím nelineárního FE-modelu, který zohledňuje konstitutivní vztahy pro zeminy, interakci zásypu se zeminou a postupnou výstavbu s vlivem hutnění. Pokročilý FE-model byl kalibrován měřenými daty z experimentů dvou přesypaných obloukových konstrukcí. Matematické optimalizační metody genetických algoritmů a Levenberg-Marquardt metoda jsou aplikovány na kalibrované komplexní výpočtové modely za účelem eliminace ohybové složky napětí v betonovém průřezu přesypané klenby. K interpolaci tlakové čáry od zatížení je střednice klenby parametrizována Bézierovou křivkou třetího stupně. Optimalizační metoda je aplikována v rozsáhlé parametrické studii, z které jsou získány optimální geometrie pro přesypané klenby různého poměrného vzepětí, výšky nadnásypu a typu podloží. Pro praktické využití jsou vypsány parametry Bézierovi křivky pro jednotlivé výsledné geometrie. Následně je aplikována optimalizační metoda k teoretické redukci napětí optimalizací geometrie střednice na dříve kalibrovaném modelu přesypané klenby. Jsou prezentovaný porovnání zemních tlaků, vnitřních sil a deformací štíhlé klenby v průběhu výstavby pro jednotlivé klenby dle poměrného vzepětí. Působení štíhlé přesypané klenby při lokálním zatížení dopravou modelem LM1 bylo analyzováno s využitím 3D modelu s vlivem různých výšek nadnásypu.
|
|
Influence of lamine thickness on bifurcation appearance in ceramic laminate
Sorokina, Kristina ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Hadraba, Hynek (vedoucí práce)
In layered ceramic composite materials the internal residual stresses occur due to thermal expansion coefficient mismatch of individual layers. During cooling of layered composite from sintering temperature the layers start to shrink with different rate according to the thermal expansion coefficient. Permanent compressive and tensile residual stresses generate in individual layers if they are strongly bonded together. Magnitude of the residual stresses is controlled by volume ratio between two combined materials. In this work, ceramic laminates consisted of 7 and 9 alternated layers combining two different ceramic materials were prepared by sequential slip casting and electrophoretic deposition and subsequently studied. The prepared laminates were analyzed for existence of edge cracks in layers containing compressive residual stresses. By using results of 2D parametric numerical model and combination of compressive residual stress and layer thickness, the prediction of presence and absence of edge cracking were compared with the actual presence and absence of edge cracks in compressive layers. The crack bifurcation caused by edge cracks presence was studied on the 3D fracture surfaces reconstruction of laminate prepared after testing of flexural strength.
|
|
Lokální odpory na stěně umístěných překážek
Chára, Zdeněk ; Hoření, Bohumír
V článku je diskutován vliv na stěně položených překážek na proudění s volnou hladinou. Překážky o čtvercovém příčném profilu jsou umístěný kolmo na proudění přes celou šířku kanálu. Tři různé vzdálenosti – 5H, 11H a 23H byly testovány (H je výška překážky) pro různé průtoky. Experimentálně získané výsledky průběhu hladin jsou porovnány s numerickými výpočty a jsou určeny lokální odporové koeficienty.
|
|
Identifikace parametrů elasto-plastických modelů materiálu z experimentálních dat
Jeník, Ivan ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou identifikace křivky plastického zpevnění materiálu ze záznamu tahové zkoušky hladkého válcového vzorku. Nejprve je uveden teoretický základ nezbytný k řešení problému. Jsou definovány základní pojmy inkrementální teorie plasticity, popsáno provedení tahové zkoušky a zpracování jejích výstupů. Dále možnosti matematického vyjádření konstitutivního vztahu elasto-plastického materiálu, tedy samotné křivky zpevnění. Stručně je vysvětlen také mechanismus tvárného porušování materiálu. Je předložen přehled současně používaných metod identifikace křivky zpevnění materiálu z mechanických zkoušek, kdy napjatost není jednoosá. Jedná se buď o různé druhy analytické korekce přepočtových vztahů, odvozených pro napjatost jednoosou, nebo využití metod matematické optimalizace v kombinaci s numerickou simulací tahové zkoušky. Zmíněna je také nekonvenční metoda neuronových sítí. Pro 8 vybraných materiálů je provedena identifikace jejich křivky zpevnění metodou analytické korekce, optimalizace, sekvenční identifikace a pomocí neuronové sítě. Algoritmy posledních dvou metod byly modifikovány. Na základě analýzy získaných výsledků je doporučena oblast použití a nastavení parametrů jednotlivých algoritmů. Jako efektivní cesta k věrohodnému výsledku se ukázala kombinace principielně různých metod během procesu identifikace.
|
| |
host ::
