KONVALINA, M. Optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.

Posudek vedoucího

Jopek, Miroslav

Cílem hodnocené diplomové práce byla optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost. Práce svým rozsahem naplňuje požadované cíle DP. Je patrné, že se autor v dané problematice orientuje, což prokázal ve zdařilém návrhu experimentů ať za kvazistatických, tak dynamických podmínek zatěžování. Spolupráci s vedoucím hodnotím jako výbornou. Autor pravidelně konzultoval a byl při tvorbě práce samostatný a aktivní. Celkově hodnotím DP jako velmi zdařilou: formou, obsahem i rozsahem splňující nároky kladené na formát diplomové práce a doporučuji ji k obhajobě.

Posudek oponenta

Svoboda, Petr

Diplomová práce pana Konvaliny se zabývá optimalizací vnitřní výplně 3D tištěných dílů s ohledem na maximální dynamickou odolnost. V úvodu autor zběžně popíše možné metody testování materiálů za kvazistatických a dynamických podmínek. Rešerše je opravdu povrchní neboť využívá pouze tří literárních pramenů na popis čtyř testovacích metod. Dále následuje popis metody rapid prototyping, zde se však opět ukazuje pouze povrchní využití literatury neboť v celé kapitole je využit pouze jeden zdroj. Poté je popsána použitá technologie 3D tisku, použitý materiál, výplně a vliv nastavení tisku. V kapitole 2.2 Experimentální zkoušky autor znovu popisuje metody, které již popsal v kapitole 1.1 Varianty řešení, naštěstí jsou již popsány trošku podrobněji. Nicméně hned na začátku popisu kvazistatické pěchovací zkoušky se autor dopouští velké faktické chyby, když vydává poměrné napětí za skutečné, vzorec (2.1). Poté pokračuje popisem Taylorova a Hopkinsonova testu. Přestože jedním ze stěžejních bodů zadání je vypracování literární studie na problematiku vysokých rychlostí deformace, autor k celé rešerši použil pouze čtyři literární prameny (čehož dva již použil v kapitole 1.1 Varianty řešení). Vztahy pro vyhodnocení Hopkinsonova testu nejsou popsány správně, symbol T(t) ve vztahu (2.6) ve skutečnosti vyjadřuje poměrnou deformaci vyvolanou prošlou vlnou. Vztah je navím možné použít pouze pro malé hodnoty celkové deformace 8 ÷ 10 %, jinak je nutné použít polovinu součtu všech vln. Ve vztahu (2.7) symbol R(t) ve skutečnosti vyjadřuje deformaci vyvolanou odraženou vlnou. Dále pokračuje teoretický popis numerické simulace. Vzhledem k tomu, že jeden z cílů práce je ověření pomocí numerické simulace, očekával bych hlubší rešerši na toto téma a ne použití pouze dvou literárních pramenů na celou kapitolu. V experimentální části je porovnáván vliv tloušťky stěny na čtyřech typech vzorků hexagonálního a čtvercového typu. Vzorky jsou navrženy s konstantní čelní plochou 16,5 mm. Po provedení kvazistatických pěchovacích zkoušek autor diskutuje možné příčiny prudkých poklesů zatěžující síly během testu. Poté pokračuje analýza změny příčného průřezu vzorků během testů. Teoretická vypočtená a skutečná konečná hodnota se velmi přibližují, což je skvělý výsledek, nicméně nemohu souhlasit s tvrzením, že plocha se mění lineárně s hodnotou zpěchování. K potvrzení tohoto předpokladu je zapotřebí víc než jen dva body měření. K testování vzorků za dynamických podmínek zatěžování byl využit Taylorův test. Pro jeho použitelnost došlo ke zvětšení vzorků, nicméně v práci není zmíněno, zda došlo i ke zvětšení čelní plochy (původně 16,5 mm). Hodnoty rázové síly při dopadu byly zaznamenány pomocí piezoelektrického dynamometru. Protože v práci není zmíněno, jak se změnila čelní plocha u vzorků pro Taylorův test, není možné porovnat hodnoty napětí z dynamometru s hodnotami z kvazistatické zkoušky. Autor sice v práci vyhodnovuje maximální hodnotu rázové síly, nicméně bez znalosti plochy z ní nelze vypočítat napětí, díky kterému by bylo možné porovat dynamické a kvyzistatické testy. Tyto výsledky by totiž mohly posloužit jako další podklad pro numerickou simulaci. Numerická simulace Taylorova testu byla provedena v programu Ansys v modulu Explicit Dynamics. Použité prvky o velikosti 0,8 mm se mi zdají až moc velké na vyhodnocení když se tloušťky stěn pohybují od 0,3 do 0,6 mm. Obecně se doporučuje, aby i nejmenší část modelu obsahovala alespoň dva prvky sítě. Také nerozumím tomu, proč autor použil trojúhelníkové prvky a pouze 100 výpočtových bodů. V tabulce 7 (str. 48) je uvedeno, že mez kluzu u vzorku C04 je 50,99 MPa, nicméně na str. 67 (odstavec 2) autor tvrdí, že mez kluzu je 84,67 MPa a pro proložení skutečného diagramu napětí-deformace Johnson-Cookovým konstitutivním vztahem (str. 69, obr. 104) používá hodnoty s mezí kluzu cca 46,5 MPa. Prokládaná křivka v obr. 104 (str. 69) se navíc vůbec neshoduje s křivkou na obr. 59 (str. 45), i rychlost deformace je jiná. V práci taky není nikde uvedeno, jak autor rychlost deformace během pěchovacích zkoušek spočítal. S ohledem na tyto skutečnosti silně pochybuji o správnosti konstant v Johnson-Cookově konstitutivním vztahu a tím i o výsledcích numerické simulace Taylorova testu. Kromě občasných překlepů v textu lze mezi další nedostatky práce zařadit např.: - špatná bibliografická citace práce, - číslování zdrojů neodpovídá použití v práci, - na obr. 4 jsou napěťové vlny měřeny pomocí kapacitních snímačů, nikoliv pomocí tenzometrů, - obrázek 18 má anglický popis, ačkoliv je práce psána v češtině, - objasnění existence napěťových vln v materiálu prokázal John Hopkinson již v roce 1872, v roce 1914 na něj navázal jeho syn Bertram Hopkinson, název testu je na jejich "počest", - chybějící číslování dosud nezmíněných vzorců v experimentální části, - skutečné (logaritmické) přetvoření je bezrozměrné, tj. jednotka není s, - není jasné, co vyjadřuje obr. 98 (str. 67), deformace je bezrozměrná, nicméně v obrázku jsou jako jednotky použity MPa, - seznam symbolů není kompletní, chybí: , L0, L1, S, A0, T(t), S(t), L, C0, R(t), - některé symboly jsou použity více krát, např. h jako okamžitá výška deformovaného vzorku a také jako počáteční výška vzorku, A jako mez kluzu v JohnsonCookově konstitutivním vztahu a jako plocha průřezu vzorku při Hopkinsonově testu.

eVSKP id 157187