|
|
Modelování náhodně uspořádané struktury keramické pěny pro MKP simulace
Papšík, Roman ; Navrátil, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá tvorbou modelu nepravidelné struktury keramické pěny pro účely MKP simulací. Cílem je nahrazení složité struktury otevřené pěny pomocí nosníkových prvků, umožňujících provádět MKP analýzy na mnohem větších objemech pěny, než umožňují realistické modely pěn tvořené objemovými prvky. V této práci je technika vytváření modelu pěny založena na Voroného teselaci a umožňuje volbu různé (ne)pravidelnosti struktury. Navržené zkrojové kódy generují přímo data modelu ve formě jazyka APDL pro MKP systém Ansys. V první části práce je popsáno několik metod dělení prostoru a způsoby nahrazení reálné pěnové struktury zjednodušujícím “drátěným” modelem. Druhá část definuje Voroného teselaci (diagram) jako klíčovou techniku pro vytvoření modelu pěny a popisuje algoritmy k jeho sestrojení. Další část práce pojednává o možnostech využití různých softwarů a knihoven, věnuje se vytvoření vlastního kódu v programu Matlab a způsobu přenosu dat modelu do systému Ansys. V závěrečné části práce je demonstrována funkčnost vytvořeného modelu na několika MKP simulacích, studujících odezvu keramické pěny na vnější mechanické zatížení při různých nepravidelnostech struktury.
|
|
|
Tlakové ztráty nosičů katalyzátorů
Linda, Matúš ; Kilkovský, Bohuslav (oponent) ; Jecha, David (vedoucí práce)
Diplomová práca je rozdelená na štyri hlavné časti. Prvá časť sa zaoberá problematikou nakladania s odpadmi a jeho energetickým využitím v spaľovni odpadov. Sú spracované škodlivé látky vznikajúce spaľovaním, ako aj emisné limity. Zaoberá sa typmi nosičov katalyzátorov, ich popisom, výrobou a detailnejším spracovaním keramickej peny VUKOPOR. Druhá časť je venovaná technológiám využívajúce katalytické deje a bližšia špecifíkácia procesu. V tretej časti je spracovaná rešerš výpočtových metód tlakových strát pre jednotlivé typy nosičov. Štvrtá, najrozsiahlejšia časť popisuje experimentálne zariadenie INTEQII, jeho technológiu a konštrukciu ako aj princíp praktickej časti merania tlakových strát nosičov. Obsahuje vyhodnotenie tlakových strát v samostatných kategóriách nosičov a to sypané lože, HoneyComb a keramická pena VUKOPOR. Následne je vyhotovené vzájomné porovnanie tlakových strát všetkých nosičov vzhľadom na referenčnú veľkosť 1 m. Je diskutovaný vplyv zlepenia vzoriek peny VUKOPOR na veľkosť tlakových strát. V závere tejto časti je vyhodnotená vhodnosť použitia výpočtových metód u jednotlivých nosičov v závislosti na experimentálnych dátach tlakových strát.
|
|
|
Kompozitní keramické materiály na bázi hydroxyapatitu
Vojtíšek, Jan ; Ptáček, Petr (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato práce se zabývala studiem biokeramických materiálů na bázi hydroxyapatitu. Tyto materiály jsou obecně velmi důležité pro lékařské účely, zejména při rekonstrukcích a náhradě kostního materiálu. Pro medicínské aplikace je možno využít inertní, bioaktivní nebo bioresorbovatelných materiálů. Jedním z častých „bioaktivních“ materiálů je hydroxyapatit, který tvoří velkou část lidské kosti. Hydroxyapatit je možno připravit velkou řadou postupů, přičemž jednou z nejběžnějších metod je precipitační reakce, která byla použita v této práci. Pro zlepšení biokompatibility kostní náhrady se využívá porézních struktur s odpovídající mechanickou stabilitou. Pro prvotní studium simulace chování biomateriálů v lidském těle se používají tzv. in vitro testy v roztocích na bázi syntetických tělních tekutin či buněčných medií. Experimentální část práce se zabývala syntézou kompozitních sloučenin na bázi hydroxyapatitových prášků a CA fází. Reakce mezi jednotlivými komponenty byla studována pomocí termické analýzy a žárové mikroskopie. Vzniklé produkty byly analyzovány z hlediska fázového složení pomocí rentgenové difrakce. Připravené prášky byly dále zpracovány na pěnové struktury pomocí in situ napěňování a slinutí při vhodné teplotě. In vitro testy, sledující chování připravených porézních produktů v syntetické tělní tekutině, byly provedeny po dobu 7, 14 a 28 dní. Sledované kompozity byly poté studovány z hlediska biokompatibility pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Současně byla sledována změna koncentrace Ca2+ a PO43- iontů v testovaných tělních tekutinách.
|
|
|
Numerická simulace porušování keramických pěn při mechanickém zatížení
Hanák, Jiří ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá numerickou simulací porušování keramických pěn s otevřenou strukturou buněk a porozumění podmínek pro vznik porušení při různých způsobech mechanického namáhání. Pro tyto účely bylo využito tzv. sdružené energeticko-napěťové kritérium. Motivací práce bylo vytvořit model schopný co nejpřesnější predikce pevnosti keramické pěny při mechanickém zatížení v porovnání s experimentem. První část práce je věnována výkladu teoretických pokladů nutných pro řešení daného problému. Konkrétně jsou zmíněny způsoby modelování pěnových materiálů, základy lineární elastické lomové mechaniky (LELM) a podstata sdruženého energeticko-napěťového kritéria použitého pro definici iniciace trhliny. V druhé části práce jsou provedeny numerické MKP analýzy, jejichž výsledkem je stanovení podmínek nutných pro vznik porušení trámečku pěnové struktury. Tyto poznatky byly následně využity pro sestavení algoritmu numerické simulace mechanické zkoušky pěnového materiálu s pravidelnou architekturou buněk. Výstupy numerických simulací jsou v závěru práce porovnány s výsledky z experimentů (tlakových zkoušek) provedených na reálných Al_2 O_3 pěnách připravených 3D tiskem a poskytnutých Ústavem fyziky materiálů Akademie věd České republiky. Lze konstatovat, že bylo dosaženo dobré shody mezi výsledky obou přístupů a predikce mechanické pevnosti keramické pěny poskytovaná vytvořeným modelem je zatím nejpřesnějším odhadem z dosud publikovaných přístupů.
|
|
|
Numerická simulace porušování keramických pěn při mechanickém zatížení
Hanák, Jiří ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá numerickou simulací porušování keramických pěn s otevřenou strukturou buněk a porozumění podmínek pro vznik porušení při různých způsobech mechanického namáhání. Pro tyto účely bylo využito tzv. sdružené energeticko-napěťové kritérium. Motivací práce bylo vytvořit model schopný co nejpřesnější predikce pevnosti keramické pěny při mechanickém zatížení v porovnání s experimentem. První část práce je věnována výkladu teoretických pokladů nutných pro řešení daného problému. Konkrétně jsou zmíněny způsoby modelování pěnových materiálů, základy lineární elastické lomové mechaniky (LELM) a podstata sdruženého energeticko-napěťového kritéria použitého pro definici iniciace trhliny. V druhé části práce jsou provedeny numerické MKP analýzy, jejichž výsledkem je stanovení podmínek nutných pro vznik porušení trámečku pěnové struktury. Tyto poznatky byly následně využity pro sestavení algoritmu numerické simulace mechanické zkoušky pěnového materiálu s pravidelnou architekturou buněk. Výstupy numerických simulací jsou v závěru práce porovnány s výsledky z experimentů (tlakových zkoušek) provedených na reálných Al_2 O_3 pěnách připravených 3D tiskem a poskytnutých Ústavem fyziky materiálů Akademie věd České republiky. Lze konstatovat, že bylo dosaženo dobré shody mezi výsledky obou přístupů a predikce mechanické pevnosti keramické pěny poskytovaná vytvořeným modelem je zatím nejpřesnějším odhadem z dosud publikovaných přístupů.
|
|
|
Tlakové ztráty nosičů katalyzátorů
Linda, Matúš ; Kilkovský, Bohuslav (oponent) ; Jecha, David (vedoucí práce)
Diplomová práca je rozdelená na štyri hlavné časti. Prvá časť sa zaoberá problematikou nakladania s odpadmi a jeho energetickým využitím v spaľovni odpadov. Sú spracované škodlivé látky vznikajúce spaľovaním, ako aj emisné limity. Zaoberá sa typmi nosičov katalyzátorov, ich popisom, výrobou a detailnejším spracovaním keramickej peny VUKOPOR. Druhá časť je venovaná technológiám využívajúce katalytické deje a bližšia špecifíkácia procesu. V tretej časti je spracovaná rešerš výpočtových metód tlakových strát pre jednotlivé typy nosičov. Štvrtá, najrozsiahlejšia časť popisuje experimentálne zariadenie INTEQII, jeho technológiu a konštrukciu ako aj princíp praktickej časti merania tlakových strát nosičov. Obsahuje vyhodnotenie tlakových strát v samostatných kategóriách nosičov a to sypané lože, HoneyComb a keramická pena VUKOPOR. Následne je vyhotovené vzájomné porovnanie tlakových strát všetkých nosičov vzhľadom na referenčnú veľkosť 1 m. Je diskutovaný vplyv zlepenia vzoriek peny VUKOPOR na veľkosť tlakových strát. V závere tejto časti je vyhodnotená vhodnosť použitia výpočtových metód u jednotlivých nosičov v závislosti na experimentálnych dátach tlakových strát.
|
|
|
Kompozitní keramické materiály na bázi hydroxyapatitu
Vojtíšek, Jan ; Ptáček, Petr (oponent) ; Bartoníčková, Eva (vedoucí práce)
Tato práce se zabývala studiem biokeramických materiálů na bázi hydroxyapatitu. Tyto materiály jsou obecně velmi důležité pro lékařské účely, zejména při rekonstrukcích a náhradě kostního materiálu. Pro medicínské aplikace je možno využít inertní, bioaktivní nebo bioresorbovatelných materiálů. Jedním z častých „bioaktivních“ materiálů je hydroxyapatit, který tvoří velkou část lidské kosti. Hydroxyapatit je možno připravit velkou řadou postupů, přičemž jednou z nejběžnějších metod je precipitační reakce, která byla použita v této práci. Pro zlepšení biokompatibility kostní náhrady se využívá porézních struktur s odpovídající mechanickou stabilitou. Pro prvotní studium simulace chování biomateriálů v lidském těle se používají tzv. in vitro testy v roztocích na bázi syntetických tělních tekutin či buněčných medií. Experimentální část práce se zabývala syntézou kompozitních sloučenin na bázi hydroxyapatitových prášků a CA fází. Reakce mezi jednotlivými komponenty byla studována pomocí termické analýzy a žárové mikroskopie. Vzniklé produkty byly analyzovány z hlediska fázového složení pomocí rentgenové difrakce. Připravené prášky byly dále zpracovány na pěnové struktury pomocí in situ napěňování a slinutí při vhodné teplotě. In vitro testy, sledující chování připravených porézních produktů v syntetické tělní tekutině, byly provedeny po dobu 7, 14 a 28 dní. Sledované kompozity byly poté studovány z hlediska biokompatibility pomocí skenovací elektronové mikroskopie. Současně byla sledována změna koncentrace Ca2+ a PO43- iontů v testovaných tělních tekutinách.
|
|
|
Modelování náhodně uspořádané struktury keramické pěny pro MKP simulace
Papšík, Roman ; Navrátil, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá tvorbou modelu nepravidelné struktury keramické pěny pro účely MKP simulací. Cílem je nahrazení složité struktury otevřené pěny pomocí nosníkových prvků, umožňujících provádět MKP analýzy na mnohem větších objemech pěny, než umožňují realistické modely pěn tvořené objemovými prvky. V této práci je technika vytváření modelu pěny založena na Voroného teselaci a umožňuje volbu různé (ne)pravidelnosti struktury. Navržené zkrojové kódy generují přímo data modelu ve formě jazyka APDL pro MKP systém Ansys. V první části práce je popsáno několik metod dělení prostoru a způsoby nahrazení reálné pěnové struktury zjednodušujícím “drátěným” modelem. Druhá část definuje Voroného teselaci (diagram) jako klíčovou techniku pro vytvoření modelu pěny a popisuje algoritmy k jeho sestrojení. Další část práce pojednává o možnostech využití různých softwarů a knihoven, věnuje se vytvoření vlastního kódu v programu Matlab a způsobu přenosu dat modelu do systému Ansys. V závěrečné části práce je demonstrována funkčnost vytvořeného modelu na několika MKP simulacích, studujících odezvu keramické pěny na vnější mechanické zatížení při různých nepravidelnostech struktury.
|
host ::
RSS.