|
|
Problems of the complex potentials of the isotropic elasticity
Kubíček, Radek ; Hrstka, Miroslav (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
The presented diploma thesis concerns linear fracture mechanics and deals with determination of the stress intensity factor of the finite crack, which is located in the vicinity of the bimaterial interface, solved by the distributed dislocation technique and theory of complex potencials. The work is possible to devide into three parts. The first part includes basic concepts of the linear fracture mechanics and is also dedicated to the mechanics of composite materials. The second part deals with the determination of the stress intensity factor from solving singular integral equation formulated by Bueckner's principle and the distributed dislocation technique. The third part includes the specific configuration of the crack with respect to the bimaterial interface and the solution, which is compared with results obtained from the FE analysis.
|
|
|
An application of Python language to some problems of the mechanics
Horák, Filip ; Lošák, Petr (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Programming language Python is currently a very powerful and widely used programming tool. Its availability, simplicity and versatility makes it a popular choice among both beginners and experienced programmers. Although Python is not primarily designed for calculations, it is easy to program a calculator software when proper libraries are used. The aim of this bachelor thesis is to get to know the Python programming language, to apply it to chosen tasks of mechanics and to present the results using the Jupyter web application.
|
|
|
Evaluation of Fracture Mechanical Parameters for Bi-Piezo-Material Notch
Hrstka, Miroslav ; Materna, Aleš (referee) ; Náhlík, Luboš (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.
|
|
|
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).
|
|
| |
|
| |
|
|
Problems of the crack near the bimaterial interface
Svoboda, Miroslav ; Klusák, Jan (referee) ; Profant, Tomáš (advisor)
Subject of this work is resolving problems of linear crack mechanics, description of stress and deformations in the vicinity of the top of the concentrator with plane elasticity theory in orthotropy materials. First part is engaged in basic relations in crack mechanics. Second part is engaged in numeric-analytic algorithm for determination of stress singularity of crack perpendicular to interface of two materials. Third part is focused on testing algorithm on specific configuration of material and tension of crack in bimaterial interface. In the conclusion, numeric results and impact of mechanic qualities of materials with crack perpendicular to their interface are evaluated.
|
|
|
Comparing FEM with BEM
Zajíček, Vít ; Profant, Tomáš (referee) ; Návrat, Tomáš (advisor)
The thesis explores the possibilities of dealing with problems concerning Elasticity and Strength of materials. In first chapter there is general division of approaches to those problems. Following chapter describes basic principles of Finite Element Method and Boundary Element Method and their use in some simple examples. There is a comparison of those methods as well.
|
|
|
Elastic Analysis of Crack Stability under Shear Loading Modes
Žák, Stanislav ; Profant, Tomáš (referee) ; Horníková, Jana (advisor)
The main goal of this thesis is to create a numerical simulation of a real experiment for specifying the ultimate state of spread of fatigue crack in pure shear stress modes and to deal with results of simulations for different specimen geometries. The simulations emulate real conditions of the experiment within the frame of linear elastic fracture mechanics. The first part of this work discusses a number of approaches to describe the stability and behaviour of cracks. The second part of this thesis deals with several possibilities of calculating crack characteristics employing ANSYS software. The third and most comprehensive part of the thesis describes the experiment which served as the template for the calculations. In addition, the setup of the simulations and the post-processing of the results for different crack parameters are discussed.
|
|
|
Stress and deformation analysis of railway bridge over the Odra River
Svoboda, Josef ; Profant, Tomáš (referee) ; Fuis, Vladimír (advisor)
This bachelor thesis deals with strain, stress and deformation analysis of the planar truss bridge construction. The aim is to determined the size of axial forces for statically determinate system and then making construction changes to reduce axial stresses in the individual beams in the structure. This structural modification becomes statically indeterminate structure. To solve this problem we consider different positions of the train at the bridge. The obtained values we can use to assess stress and deformation of the structure and the analytical results will be compared with the results obtained using the finite element method.
|
guest ::
