|
|
Computational simulation of the compression test of the open cell metal foam
Homola, Václav ; Skalka, Petr (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
The thesis presents computational simulation of compression test of a nickel foam and the 3D reconstruction of micro-CT images was utilized to generate the foam’s model of geometry. Explicit FEM is used to simulate compression test using software tool LS-DYNA and the stress–deformation curve is obtained together with deformed model’s mesh used for subsequent analysis. Sensitivity analyses were performed to configure the model and ensure best fit with values obtained during real-life experiment. The ANSYS Classic environment was then used to simulate tensile test of the foam compressed to various thicknesses. The tensile moduli in three mutually perpendicular directions of nickel foam were computed and the results were compared to experimental values as well. The results of tensile test simulation revealed considerable anisotropy of the foam’s elastic behavior. It can be said that the measured experimental data correspond very well with the elastic properties obtained from simulation up to certain level of compression. Analysis of the relationship between the element size and tensile moduli showed a significant difference between fine and coarse mesh. The optimal level of discretization and the overall model configuration ensuring high level of accuracy is proposed in this thesis.
|
|
|
Computational Simulation of Mechanical Tests of Isolated Animal Cells
Bansod, Yogesh Deepak ; Kučera,, Ondřej (referee) ; Florian, Zdeněk (referee) ; Canadas, Patrick (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Buňka tvoří složitý biologický systém vystavený mnoha mimobuněčným mechanickým podnětům. Hlubší pochopení jejího mechanického chování je důležité pro charakterizaci její odezvy v podmínkách zdraví i nemoci. Výpočtové modelování může rozšířit pochopení mechaniky buňky, která může přispívat k vytvoření vztahů mezi strukturou a funkcí různých typů buněk v různých stavech. Za tímto účelem byly pomocí metody konečných prvků (MKP) vytvořeny dva bendotensegritní modely buňky v různých stavech: model vznášející se buňky pro analýzu její globální mechanické odezvy, jako je protažení nebo stlačení, a model buňky přilnuté k podložce, který vysvětluje odezvu buňky na lokální mechanické zatížení, jako třeba vtlačování hrotu při mikroskopii atomárních sil (AFM). Oba zachovávají základní principy tensegritních struktur jako je jejich předpětí a vzájemné ovlivnění mezi komponentami, ale prvky se mohou nezávisle pohybovat. Zahrnutí nedávno navržené bendotensegritní koncepce umožňuje těmto modelům brát v úvahu jak tahové, tak i ohybové namáhání mikrotubulů (MTs) a také zahrnout vlnitost intermediálních filament (IFs). Modely předpokládají, že jednotlivé složky cytoskeletu mohou měnit svůj tvar a uspořádání, aniž by při jejich odstranění došlo ke kolapsu celé buněčné struktury, a tak umožňují hodnotit mechanický příspěvek jednotlivých složek cytoskeletu k mechanice buňky. Model vznášející se buňky napodobuje realisticky odezvu síla-deformace během protahování a stlačování buňky a obě odezvy ilustrují nelineární nárůst tuhosti s růstem mechanického zatížení. Výsledky simulací ukazují, že aktinová filamenta i mikrotubuly hrají klíčovou úlohu při určování tahové odezvy buňky, zatímco k její tlakové odezvě přispívají podstatně jen aktinová filamenta. Model buňky přilnuté k podložce dává odezvu síla-hloubka vtlačení ve dvou různých místech odpovídající nelineární odezvě zjištěné experimentálně při AFM. Výsledky simulací ukazují, že pro chování buňky je rozhodující místo vtlačení a její tuhost určují aktinová povrchová vrstva, mikrotubuly a cytoplazma. Navržené modely umožňují cenný vhled do vzájemných souvislostí mechanických vlastností buněk, do mechanické úlohy komponent cytoskeletu jak individuálně, tak i ve vzájemné synergii a do deformace jádra buňky za různých podmínek mechanického zatížení. Tudíž tato práce přispívá k lepšímu pochopení mechaniky cytoskeletu zodpovědné za chování buňky, což naopak může napomáhat ve zkoumání různých patologických podmínek jako je rakovina a cévní choroby.
|
|
|
Study of influence of input parameters for the numerical modeling of the compression test
Polách, Marek ; Keršner, Zbyněk (referee) ; Lehký, David (advisor)
The thesis analyses influence of input parametres of the 3D Non Linear Cementitious 2 material model for the numerical modeling of compression test performed in ATENA 2D and ATENA 3D software. The aim is to identify parametres with considerable influence and subsequently replicate the load-deflection curve obtained from laboratory compression test by numerical modeling. The effects of selected model and material model settings are studied on three kind of models in total. As tools for analyzing the effects, deterministic and statistic sensitivity analyses were chosen. Parametres with significant influence will be highlighted and added to the group of parametres obtained from numerical modeling of three-point bending test. This will create a set of parametres of considerable influence when it comes to modeling advanced structures with different types of stresses.
|
|
|
Testing of proportional hydraulic block characteristics
Vácha, Ondřej ; Klas, Roman (referee) ; Habán, Vladimír (advisor)
Goal of this thesis is to verify functions of hydraulic manifolds from new supplier, measure characteristics of pressure loss relative to flow rate and for proportional blocks also characteristics of flow rate relative to control voltage at constant inlet pressure. Verification will be carried out with proportional manifolds and on/off manifolds with different failure functions.
|
|
|
Methods for evaluation of quality of automotive filters
Sedlák, Jiří ; Drexler, Petr (referee) ; Mikulka, Jan (advisor)
This bachelor thesis deals with theoretical research, description and design of three individual methods of defective air filters detection. Individual methods are described and compared in terms of their technical difficulty and expected efficiency. These methods are optical test, acoustic test, pressure test and the method of detection of gas CO2. All researched methods were proved practically and the measurements of detection of defective air filters were taken. The defect of air filter was detected by use of optical test.
|
|
|
Vytvoření funkčního přípravku pro namáhání materiálu v tlaku
DOLEŽAL, Petr
The bachelor thesis deals with the design of a fixture for testing material in compres-sion on a universal testing machine. The thesis firstly introduces engineering materials and their key properties, which is closely related to the testing of mechanical proper-ties. Another theoretical part introduces the SHIMADZU AG-50kMX-plus universal testing machine for which the fixture is designed. The modelling of the jig and the creation of drawing documentation was designed in Inventor Professional 2019, which is presented in detail in the theoretical part. After designing, the jig was fabri-cated so that its experimental use could take place. Plastic test samples were tested and printed on the school's Průša MK3S+ 3D printer. The aim of testing them was primarily to determine the functionality of the product.
|
|
|
Computational simulation of the compression test of the open cell metal foam
Homola, Václav ; Skalka, Petr (referee) ; Ševeček, Oldřich (advisor)
The thesis presents computational simulation of compression test of a nickel foam and the 3D reconstruction of micro-CT images was utilized to generate the foam’s model of geometry. Explicit FEM is used to simulate compression test using software tool LS-DYNA and the stress–deformation curve is obtained together with deformed model’s mesh used for subsequent analysis. Sensitivity analyses were performed to configure the model and ensure best fit with values obtained during real-life experiment. The ANSYS Classic environment was then used to simulate tensile test of the foam compressed to various thicknesses. The tensile moduli in three mutually perpendicular directions of nickel foam were computed and the results were compared to experimental values as well. The results of tensile test simulation revealed considerable anisotropy of the foam’s elastic behavior. It can be said that the measured experimental data correspond very well with the elastic properties obtained from simulation up to certain level of compression. Analysis of the relationship between the element size and tensile moduli showed a significant difference between fine and coarse mesh. The optimal level of discretization and the overall model configuration ensuring high level of accuracy is proposed in this thesis.
|
|
|
Testing of proportional hydraulic block characteristics
Vácha, Ondřej ; Klas, Roman (referee) ; Habán, Vladimír (advisor)
Goal of this thesis is to verify functions of hydraulic manifolds from new supplier, measure characteristics of pressure loss relative to flow rate and for proportional blocks also characteristics of flow rate relative to control voltage at constant inlet pressure. Verification will be carried out with proportional manifolds and on/off manifolds with different failure functions.
|
|
|
Computational Simulation of Mechanical Tests of Isolated Animal Cells
Bansod, Yogesh Deepak ; Kučera,, Ondřej (referee) ; Florian, Zdeněk (referee) ; Canadas, Patrick (referee) ; Burša, Jiří (advisor)
Buňka tvoří složitý biologický systém vystavený mnoha mimobuněčným mechanickým podnětům. Hlubší pochopení jejího mechanického chování je důležité pro charakterizaci její odezvy v podmínkách zdraví i nemoci. Výpočtové modelování může rozšířit pochopení mechaniky buňky, která může přispívat k vytvoření vztahů mezi strukturou a funkcí různých typů buněk v různých stavech. Za tímto účelem byly pomocí metody konečných prvků (MKP) vytvořeny dva bendotensegritní modely buňky v různých stavech: model vznášející se buňky pro analýzu její globální mechanické odezvy, jako je protažení nebo stlačení, a model buňky přilnuté k podložce, který vysvětluje odezvu buňky na lokální mechanické zatížení, jako třeba vtlačování hrotu při mikroskopii atomárních sil (AFM). Oba zachovávají základní principy tensegritních struktur jako je jejich předpětí a vzájemné ovlivnění mezi komponentami, ale prvky se mohou nezávisle pohybovat. Zahrnutí nedávno navržené bendotensegritní koncepce umožňuje těmto modelům brát v úvahu jak tahové, tak i ohybové namáhání mikrotubulů (MTs) a také zahrnout vlnitost intermediálních filament (IFs). Modely předpokládají, že jednotlivé složky cytoskeletu mohou měnit svůj tvar a uspořádání, aniž by při jejich odstranění došlo ke kolapsu celé buněčné struktury, a tak umožňují hodnotit mechanický příspěvek jednotlivých složek cytoskeletu k mechanice buňky. Model vznášející se buňky napodobuje realisticky odezvu síla-deformace během protahování a stlačování buňky a obě odezvy ilustrují nelineární nárůst tuhosti s růstem mechanického zatížení. Výsledky simulací ukazují, že aktinová filamenta i mikrotubuly hrají klíčovou úlohu při určování tahové odezvy buňky, zatímco k její tlakové odezvě přispívají podstatně jen aktinová filamenta. Model buňky přilnuté k podložce dává odezvu síla-hloubka vtlačení ve dvou různých místech odpovídající nelineární odezvě zjištěné experimentálně při AFM. Výsledky simulací ukazují, že pro chování buňky je rozhodující místo vtlačení a její tuhost určují aktinová povrchová vrstva, mikrotubuly a cytoplazma. Navržené modely umožňují cenný vhled do vzájemných souvislostí mechanických vlastností buněk, do mechanické úlohy komponent cytoskeletu jak individuálně, tak i ve vzájemné synergii a do deformace jádra buňky za různých podmínek mechanického zatížení. Tudíž tato práce přispívá k lepšímu pochopení mechaniky cytoskeletu zodpovědné za chování buňky, což naopak může napomáhat ve zkoumání různých patologických podmínek jako je rakovina a cévní choroby.
|
|
|
Methods for evaluation of quality of automotive filters
Sedlák, Jiří ; Drexler, Petr (referee) ; Mikulka, Jan (advisor)
This bachelor thesis deals with theoretical research, description and design of three individual methods of defective air filters detection. Individual methods are described and compared in terms of their technical difficulty and expected efficiency. These methods are optical test, acoustic test, pressure test and the method of detection of gas CO2. All researched methods were proved practically and the measurements of detection of defective air filters were taken. The defect of air filter was detected by use of optical test.
|
guest ::
