|
|
Materiálově nelineární řešení prutových konstrukcí
Kabeláč, Jaromír ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Návrat,, Tomáš (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá řešením nosníkových a rámových konstrukcí s uvážením materiálové nelinearity. Použitou výpočtovou metodou je metoda konečných prvků. Cílem práce bylo odvodit a otestovat konečně prvkový nosníkový element s uvážením materiálové nelinearity. Následnou detailní analýzou předloženého problému byla sestavena celá skupina formulací nosníkového elementu. Část výsledků této práce byla v několika podobách implementována do komerčních software pro praktické užití projektanty, což bylo hlavním cílem práce. V teoretické části je představen nosníkový element, který se zaměřuje na řešení napjatosti na masivních průřezech. Z hlediska topologie se jedná o klasický liniový nosníkový konečný prvek s dvěma uzly. V každém z uzlů je definováno šest stupňů volnosti pro translace a rotace plus sedmý stupeň pro deplanaci průřezu při kroucení. Na průřezu jsou uváženo namáhání od axiální síly, ohybových momentů, krouticího momentu, posouvajících sil a případně bimomentu pro vázaný krut. Bylo vytvořeno několik variant formulací podle zahrnutí složek namáhání do materiálové nelinearity a podle způsobu numerické integrace. V práci je diskutováno zahrnutí geometrické nelinearity a výpočet požární odolnosti. Veškeré výše popsané formulace byli testovány na prototypech jak je uvedeno v aplikační části. Zde je také popsán obecný postup, architektura a použité technologie pro implementaci poznatků z teoretické části do komerčních konečně prvkových systémů. V práci je ukázána implementace plasticity na skořepinách, výpočtu průřezových charakteristik a napětí na průřezu, implementace materiálově nelineárního nosníkového elementu a modul pro požární odolnost sloupu. Výše uvedené implementace teoretických závěrů jsou hlavními výstupy disertační práce. Tyto implementace jsou dostupné v tisícovkách instalací po celé Evropě, kde jsou využívány při projekci významných konstrukčních celků.
|
|
|
Statická a dynamická analýza předpjaté mostní konstrukce
Hokeš, Filip ; Nečas, Radim (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Hlavním cílem práce je provedení statické a dynamické analýzy předpjaté mostní konstrukce ve výpočtovém systému ANSYS. Pro analýzu byla vybrána lávka pro pěší přes Svratku v Brně. Ve vztahu k tomuto tématu se v práci nejprve řeší různé způsoby modelování předpětí na úrovni konečných prvků. Před vlastní analýzou lávky se podrobně analyzuje statický systém a odpovídající finální geometrie konstrukce. Znalost fungování použitého statického systému je využita při sestavování výpočtového modelu konstrukce, na kterém je následně provedena statická a dynamická analýza.
|
|
|
Výpočet plastické únosnosti desek
Rozsypalová, Veronika ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předmětem této diplomové práce je výpočet plastické únosnosti desek. První část práce je věnována popisu použitých teorií. Jedná se v první řadě o teorii materiálové nelinearity a plasticity, včetně popisu modelů plasticity, které jsou nejčastěji používané v inženýrských analýzách. Dále je naznačena teorie geometrické nelinearity a probrány základní principy výpočtu mezní plastické únosnosti desek. Součástí práce jsou výpočty mezní únosnosti vybraných tvarů desek, jejich řešení jak ručním výpočtem, tak s využitím výpočtového softwaru, a následné vyhodnocení získaných hodnot. V přílohách jsou uvedeny postupy tvorby modelů ve výpočtových programech RFEM a ANSYS.
|
|
|
Implicitní a explicitní metoda v nelineární dynamice
Vaněčková, Adéla ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Diplomová práce „Explicitní a implicitní metody v nelineární dynamice“ řeší problematiku geometricky a fyzikálně nelineární analýzy stavební konstrukce vystavené seismickému zatížení metodou přímé integrace pohybových rovnic. Je porovnáváno řešení explicitní a implicitní metodou pro tři materiálové modely. Zatímco rozdíly ve výsledcích explicitní a implicitní Newmarkovy metody jsou podle očekávání malé, mezi výsledky pro různé materiálové modely jsou rozdíly podstatné. Tyto rozdíly však jsou vysvětleny a jsou plně v souladu s teoretickými předpoklady odpovídajícími jednotlivým materiálovým modelům. Závěrem diplomové práce je prověření správnosti výsledků nového modulu DYNAM-PRO programového systému RFEM pro obě použité numerické metody a všechny tři řešené materiálové modely (lineárně elastický, plastický Drucker-Prager a model poškození podle Mazarse). Při dostatečné přesnosti numerického řešení se z hlediska rychlosti výpočtu ukázaly obě numerické metody, explicitní i implicitní, jako vhodné k seismickým analýzám. Implicitní metoda sice může poskytnout i několikanásobné zvýšení rychlosti ve srovnání s Implicitní metodou, ale určení optimálního časového kroku je pro tuto metodu problematické a časově náročné, takže ve výsledku je vhodnost použití obou metod pro analýzu seismického zatížení staveb srovnatelná.
|
|
|
Podrobná analýza složitých konstrukčních detailů
Hokeš, Filip ; Hradil,, Petr (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Hlavním cílem práce je nalezení a popsání závislosti mezi únosností čepového spoje a velikostí vrtání otvoru pro čep. Stanovení této závislosti je provedeno podle normy ČSN EN 1993-1-8, teoretického řešení a nakonec pomocí metody konečných prvků v systému ANSYS. Druhý cíl práce se zaměřuje na ověření výsledků zatěžovacích zkoušek pomocí numerických metod. Numerické řešení je provedeno ve dvou analýzách s různými konečnými prvky. Nejvýstižnější model je následně použit jako podklad pro popsání vtzahu mezi únosností a průměrem otvoru.
|
|
|
Simulace nelineární odezvy stavebních materiálů a problém identifikace materiálových parametrů
Hokeš, Filip ; Kala, Zdeněk (oponent) ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Problematiku identifikace parametrů při numerických simulacích lze považovat za nezbytný krok při využití matematických modelů, jakými jsou komplexní materiálové modely stavebních materiálů využívaných v metodě konečných prvků. Problém se zvláště zesiluje v případě anizotropních materiálů, ale také u betonu, který se odlišně chová v tahu a tlaku a který vykazuje odlišnou odezvu při rychlém dynamickém a dlouhodobém zatížení. Korektní vystižení odezvy betonu při výpočtu si vyžaduje použití teorie plasticity, teorie poškození, viskoelasticity a viskoplasticity či jejich vzájemné kombinace. Vznikají tak materiálové modely a reologická schémata s velkým množstvím parametrů, které nejsou v normách běžně dostupné. Dizertační práce představuje pro identifikaci parametrů aplikaci meta-heuristického algoritmu Particle Swarm. Úspěšnost metody je demonstrována na dvojici případů, nejprve na identifikaci parametrů elastoplastického materiálového modelu z pracovního diagramu a poté na identifikaci hodnot tuhostních konstant a viskozit reologického schématu z křivky dotvarování.
|
|
|
Materiálově nelineární řešení prutových konstrukcí
Kabeláč, Jaromír ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Návrat,, Tomáš (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Předložená disertační práce se zabývá řešením nosníkových a rámových konstrukcí s uvážením materiálové nelinearity. Použitou výpočtovou metodou je metoda konečných prvků. Cílem práce bylo odvodit a otestovat konečně prvkový nosníkový element s uvážením materiálové nelinearity. Následnou detailní analýzou předloženého problému byla sestavena celá skupina formulací nosníkového elementu. Část výsledků této práce byla v několika podobách implementována do komerčních software pro praktické užití projektanty, což bylo hlavním cílem práce. V teoretické části je představen nosníkový element, který se zaměřuje na řešení napjatosti na masivních průřezech. Z hlediska topologie se jedná o klasický liniový nosníkový konečný prvek s dvěma uzly. V každém z uzlů je definováno šest stupňů volnosti pro translace a rotace plus sedmý stupeň pro deplanaci průřezu při kroucení. Na průřezu jsou uváženo namáhání od axiální síly, ohybových momentů, krouticího momentu, posouvajících sil a případně bimomentu pro vázaný krut. Bylo vytvořeno několik variant formulací podle zahrnutí složek namáhání do materiálové nelinearity a podle způsobu numerické integrace. V práci je diskutováno zahrnutí geometrické nelinearity a výpočet požární odolnosti. Veškeré výše popsané formulace byli testovány na prototypech jak je uvedeno v aplikační části. Zde je také popsán obecný postup, architektura a použité technologie pro implementaci poznatků z teoretické části do komerčních konečně prvkových systémů. V práci je ukázána implementace plasticity na skořepinách, výpočtu průřezových charakteristik a napětí na průřezu, implementace materiálově nelineárního nosníkového elementu a modul pro požární odolnost sloupu. Výše uvedené implementace teoretických závěrů jsou hlavními výstupy disertační práce. Tyto implementace jsou dostupné v tisícovkách instalací po celé Evropě, kde jsou využívány při projekci významných konstrukčních celků.
|
|
|
Implicitní a explicitní metoda v nelineární dynamice
Vaněčková, Adéla ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Diplomová práce „Explicitní a implicitní metody v nelineární dynamice“ řeší problematiku geometricky a fyzikálně nelineární analýzy stavební konstrukce vystavené seismickému zatížení metodou přímé integrace pohybových rovnic. Je porovnáváno řešení explicitní a implicitní metodou pro tři materiálové modely. Zatímco rozdíly ve výsledcích explicitní a implicitní Newmarkovy metody jsou podle očekávání malé, mezi výsledky pro různé materiálové modely jsou rozdíly podstatné. Tyto rozdíly však jsou vysvětleny a jsou plně v souladu s teoretickými předpoklady odpovídajícími jednotlivým materiálovým modelům. Závěrem diplomové práce je prověření správnosti výsledků nového modulu DYNAM-PRO programového systému RFEM pro obě použité numerické metody a všechny tři řešené materiálové modely (lineárně elastický, plastický Drucker-Prager a model poškození podle Mazarse). Při dostatečné přesnosti numerického řešení se z hlediska rychlosti výpočtu ukázaly obě numerické metody, explicitní i implicitní, jako vhodné k seismickým analýzám. Implicitní metoda sice může poskytnout i několikanásobné zvýšení rychlosti ve srovnání s Implicitní metodou, ale určení optimálního časového kroku je pro tuto metodu problematické a časově náročné, takže ve výsledku je vhodnost použití obou metod pro analýzu seismického zatížení staveb srovnatelná.
|
|
|
Podrobná analýza složitých konstrukčních detailů
Hokeš, Filip ; Hradil,, Petr (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Hlavním cílem práce je nalezení a popsání závislosti mezi únosností čepového spoje a velikostí vrtání otvoru pro čep. Stanovení této závislosti je provedeno podle normy ČSN EN 1993-1-8, teoretického řešení a nakonec pomocí metody konečných prvků v systému ANSYS. Druhý cíl práce se zaměřuje na ověření výsledků zatěžovacích zkoušek pomocí numerických metod. Numerické řešení je provedeno ve dvou analýzách s různými konečnými prvky. Nejvýstižnější model je následně použit jako podklad pro popsání vtzahu mezi únosností a průměrem otvoru.
|
|
|
Statická a dynamická analýza předpjaté mostní konstrukce
Hokeš, Filip ; Nečas, Radim (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Hlavním cílem práce je provedení statické a dynamické analýzy předpjaté mostní konstrukce ve výpočtovém systému ANSYS. Pro analýzu byla vybrána lávka pro pěší přes Svratku v Brně. Ve vztahu k tomuto tématu se v práci nejprve řeší různé způsoby modelování předpětí na úrovni konečných prvků. Před vlastní analýzou lávky se podrobně analyzuje statický systém a odpovídající finální geometrie konstrukce. Znalost fungování použitého statického systému je využita při sestavování výpočtového modelu konstrukce, na kterém je následně provedena statická a dynamická analýza.
|
host ::
RSS.