|
|
Smoothed Particle Hydrodynamics ve strukturální dynamice
Hušek, Martin ; Králik,, Juraj (oponent) ; Maňas,, Pavel (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na aplikaci metody Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) ve strukturální dynamice s důrazem na použití kvazi-křehkých materiálů. První část je zaměřena na úvod, historii a teoretické pozadí SPH. Numerické příklady, kde jsou ukázány silné a slabé stránky SPH, následují. Diskutovány jsou rovněž metody tvorby kombinovaných modelů s Finite Element Method (FEM). Po úvodu do SPH se práce soustředí na kvazi-křehké materiály a jejich vyztužené varianty. Nastíněny jsou numerické koncepty a matematické pozadí Continuous Surface Cap Model spolu s několika benchmarky. Následuje rozbor vlivu rychlosti přetvoření na modely SPH a na kombinované modely SPH-FEM. V této sekci autor představuje nový způsob vyztužení modelů SPH s pomocí nosníkových prvků FEM. Tento způsob spojení byl nazván vazba podvrstvou a ukazuje potenciál v simulacích, zatímco je tahová nestabilita SPH zmírněna. Jelikož je beton často spojován s heterogenitou a velmi specifickou materiálovou strukturou, unikátní algoritmus pro generaci struktury betonu v kombinaci s SPH je představen v následující kapitole. Koncept je založen na využití koherentních funkcí šumu, které mohou přinést variabilitu do numerických modelů. Bylo prokázáno, že algoritmus je robustní, stabilní a jednoduchý na implementaci do SPH. S ohledem na to, takzvaná numerická heterogenita, koncept implementace parametrové variability, je představena spolu s příklady. Poslední část práce je zaměřena na aplikaci SPH ve skutečných experimentech. První experiment se soustředí na náraz ve vysoké rychlosti. Druhý experiment se zabývá výbuchem, kde zaměření je na zatěžovaný vzorek a nálož. Vzhledem k tomu, že SPH simuluje nálož, plyny výbuchu a zatěžovaný vzorek, jedná se o plně svázanou simulaci interakce tekutiny a struktury.
|
|
|
Analýza svarů s využitím metody konečných prvků
Štěrba, Martin ; Kala, Jiří (oponent) ; Hradil, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá numerickou analýzou svařovaných hliníkových konstrukcí. U těchto konstrukcí dochází v důsledku svařování k výraznému poklesu mechanických vlastností v místě svaru a tepelně ovlivněné oblasti. V rámci práce byly provedeny simulace kvazi staticky zatěžovaných svarových spojů ze slitiny EN AW-6082 T6 za účelem stanovení únosnosti a duktility těchto spojů. Pro výpočty byl použit programový systém na bázi explicitní metody konečných prvků. K vystižení anizotropie materiálu byl zvolen nelineární materiálový model s označením Weak texture model. Materiálové vlastnosti svaru a tepelně ovlivněné oblasti byly uvažovány odlišné od základního materiálu. Potřebné materiálové parametry byly převzaty z dostupné literatury, byly však popsány materiálové testy a procedura stanovení těchto parametrů. Ze srovnání výsledků numerických simulací s experimentálními daty vyplynula poměrně dobrá schopnost modelů vystihnout únosnost vyšetřovaných svarových spojů. Nicméně, z důvodu citlivosti modelů na velikost sítě konečných prvků, způsobenou problémem s lokalizací deformace, nebylo možné stanovit duktilitu těchto spojů.
|
|
|
Vývoj a aplikace výpočtového modelu balisticky odolného vrstveného laminátu
Urbášek, Jan ; Kubík, Petr (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelování balistiky odolného laminátu na bázi polyamidových vláken. Úvodní pasáže práce jsou zaměřeny na porozumění jednotlivých problematik, které úzce souvisí s interakcí střely a terče, a výpočtovým modelování tohoto děje. Hlavním cílem práce bylo vytvořit výpočtový model, který je schopen reflektovat chování aramidové tkaniny při interakci se střelou. Během vývoje výpočtového modelu bylo posouzeno více metod modelování a rovněž bylo využito více modelů materiálu. Pro účely vývoje výpočtového modelu bylo využito dostupných dat a experimentů firem SVS FEM s.r.o. a VVÚ s. p. Výsledkem diplomové práce je výpočtový model aramidové tkaniny, který je určen pro simulace balistické ochrany. Tento výpočtový model je validován na základě dostupných experimentů. Validovaný výpočtový model je poté využit pro simulaci balistické ochrany.
|
|
|
Deformační a napjatostní analýza nárazníkové částí automobilu při rázovém zatěžování
Nedělka, Pavel ; Obdržálek, Vít (oponent) ; Vrbka, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním deformaeni-napi»ových stavu přední deformační zóny závodního auta při podmínkách rázového zatížení užitím metody konečných prvků. Tento typ úlohy se řadí mezi rychlé dynamické dije, a proto byl použit řešič s explicitní formulací metody konečných prvků. Pro výpočet byl použit program LS-DYNA. Cílem práce je posouzení vlivu této deformační struktury na změnu kinetické energie vozu a množství pohlcené energie při čelním nárazu.
|
|
|
MKP pro simulace obrábění
Vojtek, Aleš ; Madaj, Martin (oponent) ; Zouhar, Jan (vedoucí práce)
Uvedení základů teorie soustružení, procesu dělení třísky, vzniku řezných sil a popis explicitní metody konečných prvků. Za těchto poznatků byla provedena simulace za-pichování oceli ČSN 12 050.3 pro tři různé nástroje, zjednodušena pomocí modelu or-togonálního obrábění. Dále bylo simulováno upichování oceli ČSN 15 260.7 s pomocí 3D modelu VBD. Výsledky těchto simulací byly následně porovnány s výsledky expe-rimentálními, byla určena vhodnost metody konečných prvků pro simulaci a budoucí doporučení pro dosažení přesnějších výsledků.
|
|
|
Deformačně-napěťová analýza tenkostěnné skříně vystavené rázovému zatížení od výbuchu
Tatalák, Adam ; Peč, Michal (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá deformačně-napěťovou analýzou zjednodušeného modelu tenkostěnné transformátorové skříně vystavené rázovému zatížení od elektrického výbuchu. Ten je v tomto případě nahrazen výbuchem chemickým, čili výbuchem konvenční trhaviny. Problém je řešen pomocí výpočtového modelování s využitím metody konečných prvků prostřednictvím programu LS-DYNA. Po úvodu zabývajícím se teorií detonace a šířením rázových vln, je představen analytický přístup řešení, který slouží k verifikaci výsledků. V další kapitole je provedena rešerše použitelných metod řešení, z nichž byla k simulaci vybrána ALE metoda. V předběžné studii je analyzován vliv velikosti sítě, který je zaměřen na nalezení takové velikosti prvku, která by byla ještě výpočtově efektivní a výsledky by dosahovaly požadované přesnosti. Dále je zkoumán vliv vstupních podmínek (tvar, poloha a parametry výbušniny, poloha detonačního bodu, okrajové podmínky) na celkové rozložení a časový průběh tlaku. V dalším je analyzován vliv otvoru v horní části skříně na celkovou redistribuci tlaku a deformaci a napjatost skříně. Je také provedena deformačně-napěťová analýza dveří skříně, jejichž připevnění je modelováno pomocí více druhů kontaktů. Tyto jsou poté zkoumány z hlediska jejich tuhosti.
|
|
|
Parametrická studie absorpčního prvku zadní části vozidla
Vražina, Lukáš ; Kubík, Petr (oponent) ; Šebek, František (vedoucí práce)
Roku 1995 byl organizací RCAR vydán předpis stanovující pravidla pro nárazové zkoušky při nízkých rychlostech maximálně do 15 km/h na vozidlech do hmotnosti 2,5 tun. Účelem bylo snížení nákladů na opravy vozidel, pokud dojde k nárazu vozidla v nízké rychlosti. V závislosti na této problematice vznikla tato diplomová práce zaměřená na úpravy deformačního členu neboli absorpčního prvku vozidla. V první části diplomové práce je vytvořena rešeršní studie organizací provádějící základní nárazové testy, dále zahrnuje téma nelineární mechaniky kontinua a popis explicitní metody konečných prvků. V druhé části o výpočtovém modelování jsou nastaveny podmínky pro simulaci nárazu bariéry do vozidla a je provedeno vyhodnocení kritické síly působící na podélník. Poté je výpočtová simulace zjednodušena na zatěžování absorpčního prvku a jsou provedeny materiálové a tvarové úpravy. V závěrečné fázi práce je provedeno srovnání výsledků a vývoje absorpčního prvku.
|
|
|
Verifikace nelineárních materiálových modelů
Prokš, Tomáš ; Němec, Ivan (oponent) ; Hradil, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá ověřením nelineárního materiálového modelu zeminy FHWA SOIL během smykové zkoušky. Pro řešení nelineární úlohy byl použit software LS-DYNA s explicitní formulací metody konečných prvků. Hodnoty vodorovných posunutí při smykové zkoušce byly porovnány s hodnotami uvedenými vývojáři ověřovaného materiálového modelu. Výrazné rozdíly porovnávaných hodnot vedly k zaměření pozornosti na nastavení materiálového modelu a vliv geometrie, zatížení a typu konečného prvku na sledované hodnoty.
|
|
|
Výpočtová analýza aplikačního potenciálu auxetických struktur v absorbérech nárazu
Dohnal, Jakub ; Skalka, Petr (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá analýzou aplikačního potenciálu auxetických materiálů v oblasti tlumení nárazu (absorpce kinetické energie dopadajícího tělesa). Tyto materiály se díky své buněčné struktuře a specifické geometrii vyznačují záporným Poissonovým poměrem, čili jsou schopny při tlakovém namáhání v podélném směru zmenšit svůj příčný rozměr. Záměrem práce je tedy tuto zajímavou vlastnost pro absorpci kinetické energie využít. Po úvodní části, věnující se teoretickému základu a rešerši z oblasti auxetických struktur, je detailně popsán vytvořený výpočtový numerický model založený na metodě konečných prvků, jehož úkolem je studovat mechanickou odezvu auxetické i konvenční buněčné struktury na rychle dopadající těleso. K numerickému simulování rychlých dějů je využit explicitní řešič v komerčním softwaru LS-DYNA. Výsledky provedených analýz slouží jednak k vzájemnému srovnání auxetických a konvenčních struktur a kvantifikaci rozdílů v jejich schopnostech efektivně a šetrně utlumit kinetickou energii dopadajícího tělesa a dále také k demonstraci vlivu jednotlivých geometrických či materiálových parametrů na útlum nárazu. V závěru práce jsou numerické simulace konfrontovány s dostupnými experimenty s cílem ověřit vypovídací hodnotu výpočtových modelů a v diskusi poukázat na aplikační potenciál auxetických struktur. Dále jsou uvedena i dílčí doporučení pro jejich návrh tak, aby co nejlépe sloužily ke stanovanému účelu.
|
|
|
Verifikace nelineárních materiálových modelů betonu
Král, Petr ; Němec, Ivan (oponent) ; Hradil, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na popis parametrů nelineárních materiálových modelů betonu, které jsou implementovány ve výpočetním systému LS-DYNA, v interakci s provedením nelineárních testovacích výpočtů v systému LS-DYNA na vybraných úlohách, jež jsou tvořeny především simulacemi zkoušek mechanicko fyzikálních vlastností betonu v prostém tlaku a tahu na válcích s uplatněním různých okrajových podmínek a simulací ohybu desky, s následným srovnáním některých výsledků testovacích výpočtů s výsledky experimentu. Obsahem práce je vytvoření vhodných geometrických modelů vybraných úloh, pokrytí těchto geometrických modelů sítí konečných prvků, popis parametrů a aplikace nelineárních materiálových modelů betonu na vybrané úlohy, aplikace zatížení a okrajových podmínek na vybrané úlohy a provedení nelineárních výpočtů ve výpočetním systému LS-DYNA. Vyhodnocení výsledků je provedeno na základě pracovních a zatěžovacích diagramů vycházejících z nelineárních výpočtů se zohledněním vlivu rychlosti deformace a na základě hysterézních křivek vycházejících z nelineárních výpočtů v případě aplikace cyklického zatěžování na vybrané úlohy. Verifikace nelineárních materiálových modelů betonu je provedena na základě srovnání některých výsledků testovacích výpočtů s výsledky získanými z experimentu.
|
host ::
RSS.