|
|
Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty
Petržela, Zdeněk ; Hutař, Pavel (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
Nízká hmotnost dílů v kombinaci s vysokými mechanickými vlastnostmi hrají klíčovou roli při snižování provozních nákladů pro letecký a kosmický průmysl. K tomu je využívána topologická optimalizace a mikroprutové struktury. Výrobu optimalizovaných součástí vyznačujících se tvarovou komplexností umožňují aditivní technologie. Dosud neexistoval jednoznačný a ucelený postup pro zkonstruování dílu s redukovanou hmotností tímto způsobem. Práce se zabývá zmapováním procesu topologické optimalizace s využitím mikroprutových struktur, korigovaného experimentálně stanovenými výrobními limity. Dále implementací navržené metodiky při optimalizaci reálné součásti, její výrobou z AlSi10Mg technologií SLM a ověřením výrobní přesnosti a vibrační odezvy. Pro zjištění výrobních limitů byla provedena série zkoušek s prutovými tělesy. Dle analýzy rozměrů, hmotnosti a porozity byl vyselektován minimální možný průřez prutu, který byl následně aplikován do vzorků nosníků s mikroprutovou strukturou BCC a BCCz. Na základě mechanického testování nosníků byl pro aplikaci v optimalizované součásti zvolen typ mikroprutové struktury BCCz. Pro přesnější predikci skutečného chování struktury byl určen korigovaný modul pružnosti a mez kluzu vycházející z průběhu deformace vzorku BCCz v závislosti na aplikované síle. Dané parametry vstupovaly do MKP simulace ve fázi optimalizace mikroprutovou strukturou. Vyřešení problému exportu geometrie mikroprutové struktury z MKP řešiče umožnilo kompletně definovat metodiku optimalizace, součást vyrobit a experimentálně ověřit potenciál konstrukce.
|
|
|
Vývoj procesních parametrů pro výrobu strukturovaného materiálu technologií kovového 3D tisku
Moravčik, Jaroslav ; Koutný, Daniel (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
Selective Laser melting (SLM) patří mezi aditivní technologie. Postupným nanášením vrstev prášku a tvorbou struktury pomocí laserového paprsku umožňuje tvořit tvarově složité díly, například mikrostruktury. V této práci je zkoumán potenciál nových strategií tisku, které by mohly vést ke kvalitní výrobě dílů a získání lepší struktury bez porozit. Na základě analýzy současného stavu byl utvořen software pro výpočet trajektorií laseru při využití nové strategie tisku, porovnány procesní parametry získané z odborného článku a z experimentů na Ústavu konstruování Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Na jejich základě byla navržena testovací sada s novými parametry, umožňující další výzkumy v této problematice.
|
|
|
Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty
Petržela, Zdeněk ; Hutař, Pavel (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
Nízká hmotnost dílů v kombinaci s vysokými mechanickými vlastnostmi hrají klíčovou roli při snižování provozních nákladů pro letecký a kosmický průmysl. K tomu je využívána topologická optimalizace a mikroprutové struktury. Výrobu optimalizovaných součástí vyznačujících se tvarovou komplexností umožňují aditivní technologie. Dosud neexistoval jednoznačný a ucelený postup pro zkonstruování dílu s redukovanou hmotností tímto způsobem. Práce se zabývá zmapováním procesu topologické optimalizace s využitím mikroprutových struktur, korigovaného experimentálně stanovenými výrobními limity. Dále implementací navržené metodiky při optimalizaci reálné součásti, její výrobou z AlSi10Mg technologií SLM a ověřením výrobní přesnosti a vibrační odezvy. Pro zjištění výrobních limitů byla provedena série zkoušek s prutovými tělesy. Dle analýzy rozměrů, hmotnosti a porozity byl vyselektován minimální možný průřez prutu, který byl následně aplikován do vzorků nosníků s mikroprutovou strukturou BCC a BCCz. Na základě mechanického testování nosníků byl pro aplikaci v optimalizované součásti zvolen typ mikroprutové struktury BCCz. Pro přesnější predikci skutečného chování struktury byl určen korigovaný modul pružnosti a mez kluzu vycházející z průběhu deformace vzorku BCCz v závislosti na aplikované síle. Dané parametry vstupovaly do MKP simulace ve fázi optimalizace mikroprutovou strukturou. Vyřešení problému exportu geometrie mikroprutové struktury z MKP řešiče umožnilo kompletně definovat metodiku optimalizace, součást vyrobit a experimentálně ověřit potenciál konstrukce.
|
|
|
Vývoj procesních parametrů pro výrobu strukturovaného materiálu technologií kovového 3D tisku
Moravčik, Jaroslav ; Koutný, Daniel (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
Selective Laser melting (SLM) patří mezi aditivní technologie. Postupným nanášením vrstev prášku a tvorbou struktury pomocí laserového paprsku umožňuje tvořit tvarově složité díly, například mikrostruktury. V této práci je zkoumán potenciál nových strategií tisku, které by mohly vést ke kvalitní výrobě dílů a získání lepší struktury bez porozit. Na základě analýzy současného stavu byl utvořen software pro výpočet trajektorií laseru při využití nové strategie tisku, porovnány procesní parametry získané z odborného článku a z experimentů na Ústavu konstruování Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně. Na jejich základě byla navržena testovací sada s novými parametry, umožňující další výzkumy v této problematice.
|
host ::
RSS.