|
|
Vibration energy harvester as a tuned mass damper
Novák, David ; Machů, Zdeněk (referee) ; Rubeš, Ondřej (advisor)
This bachelor thesis it's about vibration energy harvester as a tuned mass damper the design of a vibration generator as a dynamic vibration damper.The work contains a research part, which examines the methods of damping mechanical systems and the influence of the vibrating generator on the vibrating base. Based on this knowledge, equations of motion were derived for the design of the model in the SIMULINK program, where we optimized the parameters for maximizing the obtained electrical power and maximizing the damping effect.
|
|
|
Modelling and analysis of the contact failure of ceramic materials
Machů, Zdeněk ; Majer, Zdeněk (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
This bachelor thesis deals with contact damage of ceramic materials. The purpose of this work is to create an analytical and FEM model of contact between a sphere and flat plate and subsequently use these models to analyse loading conditions that lead to crack initiation in the ceramic plate. The research part contains description of contact failures in ceramic materials with strong emphasis on Hertzian cone crack, followed by Hertzian theory of contact between two spheres and Hertzian stress field equations for flat plate. The next part of research chapters describes how contact problems are modelled in FEM software ANSYS Mechanical APDL and introduces the basics of fracture mechanics, which are necessary for the prediction of ring crack initiation. The next chapter contains information about the creation of analytical and FEM model and includes illustrative results of both models, which are then compared between these two models. The last chapter of this work deals with fracture mechanics FEM model that can simulate the ring crack initiation. This chapter also contains analysis of ideal crack position, where the crack has the best conditions for its initiation and growth. The last part of this chapter contains parametrical study where critical loading conditions are analysed in relation to radius of indentation sphere and different mechanical properties of used ceramic plate. In the final part of this work, the results of fracture mechanics FEM model are compared to experimental results of real specimens.
|
|
|
Computational modelling of the layered piezoelectric composites and analysis of their electro-mechanical response upon harmonic vibrations
Machů, Zdeněk ; Profant, Tomáš (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
V současnosti je velmi aktuálním tématem generování elektrické energie z alternativních zdrojů, zejména z vibrací. Zařízení, která přeměňují mechanickou energii na elektrickou, využívají často ke své činnosti piezoelektrický jev. Pro optimální nastavení takového elektromechanického měniče pro danou aplikaci je třeba mít k dispozici výpočtový model, který bude schopný postihnout všechny klíčové aspekty jeho provozu. Tato práce se tedy zabývá vytvořením takovéhoto nástroje, který je schopen komplexně popsat elektromechanickou odezvu studovaného piezoelektrického měniče energie v podobě vetknutého, vícevrstvého keramického nosníku s piezoelektrickými vrstvami. Uvažovaná vícevrstvá konstrukce je během své činnosti vystavena kinematickému buzení a je rovněž zatížena tepelnou zbytkovou napjatostí vznikající při její výrobě. Vytvořený výpočtový model využívá klasickou laminátovou teorii k určení statické elektromechanické odezvy dané konstrukce. Elektromechanická odezva při kmitání uvažované konstrukce v ustáleném stavu je získána s využitím Hamiltonova variačního principu a teorie kmitání prutů. Vytvořený výpočtový model je dále schopen odhadnout zdánlivou lomovou houževnatost dané vícevrstvé konstrukce pomocí metody váhových funkcí. Výstupy vytvořeného výpočtového modelu jsou ověřeny s využitím numerických simulací na bázi MKP a dostupných experimentálních výsledků. V diplomové práci je následně vytvořený výpočtový model aplikován při hledání optimálního rozložení jednotlivých vrstev konkrétního vícevrstvého nosníku s cílem maximalizovat jeho elektrický výkon a odolnost vůči šíření povrchových trhlin, resp. vzniku křehkého lomu. Tohoto cíle je dosaženo pomocí vhodného rozložení tepelných zbytkových napětí v jednotlivých vrstvách uvažované konstrukce (řízeného použitými materiály a tloušťkami jednotlivých vrstev).
|
|
|
Vibration analysis of plates
Kubeš, Filip ; Machů, Zdeněk (referee) ; Rubeš, Ondřej (advisor)
The focus of this bachelor thesis is finding natural frequencies and shapes of thin plate, by using mainly the Chladni figures. Then there is requiered an experimental demonstration on plate excitated, designed acording to FEM model. FEM model was created using software Ansys 2019 workbench. The experiment have been done on plexiglass plate, steel square plate and steel rectangular plate, and aquired frequencies and shapes were compared with the model results. The plates were excitated by electrodynamic shaker from the company The Modal shop, inc. (type K2007E01).
|
|
|
Vibration energy harvester as a tuned mass damper
Novák, David ; Machů, Zdeněk (referee) ; Rubeš, Ondřej (advisor)
This bachelor thesis it's about vibration energy harvester as a tuned mass damper the design of a vibration generator as a dynamic vibration damper.The work contains a research part, which examines the methods of damping mechanical systems and the influence of the vibrating generator on the vibrating base. Based on this knowledge, equations of motion were derived for the design of the model in the SIMULINK program, where we optimized the parameters for maximizing the obtained electrical power and maximizing the damping effect.
|
|
|
Vibration analysis of plates
Kubeš, Filip ; Machů, Zdeněk (referee) ; Rubeš, Ondřej (advisor)
The focus of this bachelor thesis is finding natural frequencies and shapes of thin plate, by using mainly the Chladni figures. Then there is requiered an experimental demonstration on plate excitated, designed acording to FEM model. FEM model was created using software Ansys 2019 workbench. The experiment have been done on plexiglass plate, steel square plate and steel rectangular plate, and aquired frequencies and shapes were compared with the model results. The plates were excitated by electrodynamic shaker from the company The Modal shop, inc. (type K2007E01).
|
|
|
Computational modelling of the layered piezoelectric composites and analysis of their electro-mechanical response upon harmonic vibrations
Machů, Zdeněk ; Profant, Tomáš (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
V současnosti je velmi aktuálním tématem generování elektrické energie z alternativních zdrojů, zejména z vibrací. Zařízení, která přeměňují mechanickou energii na elektrickou, využívají často ke své činnosti piezoelektrický jev. Pro optimální nastavení takového elektromechanického měniče pro danou aplikaci je třeba mít k dispozici výpočtový model, který bude schopný postihnout všechny klíčové aspekty jeho provozu. Tato práce se tedy zabývá vytvořením takovéhoto nástroje, který je schopen komplexně popsat elektromechanickou odezvu studovaného piezoelektrického měniče energie v podobě vetknutého, vícevrstvého keramického nosníku s piezoelektrickými vrstvami. Uvažovaná vícevrstvá konstrukce je během své činnosti vystavena kinematickému buzení a je rovněž zatížena tepelnou zbytkovou napjatostí vznikající při její výrobě. Vytvořený výpočtový model využívá klasickou laminátovou teorii k určení statické elektromechanické odezvy dané konstrukce. Elektromechanická odezva při kmitání uvažované konstrukce v ustáleném stavu je získána s využitím Hamiltonova variačního principu a teorie kmitání prutů. Vytvořený výpočtový model je dále schopen odhadnout zdánlivou lomovou houževnatost dané vícevrstvé konstrukce pomocí metody váhových funkcí. Výstupy vytvořeného výpočtového modelu jsou ověřeny s využitím numerických simulací na bázi MKP a dostupných experimentálních výsledků. V diplomové práci je následně vytvořený výpočtový model aplikován při hledání optimálního rozložení jednotlivých vrstev konkrétního vícevrstvého nosníku s cílem maximalizovat jeho elektrický výkon a odolnost vůči šíření povrchových trhlin, resp. vzniku křehkého lomu. Tohoto cíle je dosaženo pomocí vhodného rozložení tepelných zbytkových napětí v jednotlivých vrstvách uvažované konstrukce (řízeného použitými materiály a tloušťkami jednotlivých vrstev).
|
|
|
Modelling and analysis of the contact failure of ceramic materials
Machů, Zdeněk ; Majer, Zdeněk (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
This bachelor thesis deals with contact damage of ceramic materials. The purpose of this work is to create an analytical and FEM model of contact between a sphere and flat plate and subsequently use these models to analyse loading conditions that lead to crack initiation in the ceramic plate. The research part contains description of contact failures in ceramic materials with strong emphasis on Hertzian cone crack, followed by Hertzian theory of contact between two spheres and Hertzian stress field equations for flat plate. The next part of research chapters describes how contact problems are modelled in FEM software ANSYS Mechanical APDL and introduces the basics of fracture mechanics, which are necessary for the prediction of ring crack initiation. The next chapter contains information about the creation of analytical and FEM model and includes illustrative results of both models, which are then compared between these two models. The last chapter of this work deals with fracture mechanics FEM model that can simulate the ring crack initiation. This chapter also contains analysis of ideal crack position, where the crack has the best conditions for its initiation and growth. The last part of this chapter contains parametrical study where critical loading conditions are analysed in relation to radius of indentation sphere and different mechanical properties of used ceramic plate. In the final part of this work, the results of fracture mechanics FEM model are compared to experimental results of real specimens.
|
guest ::
RSS feed.