Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Trávníček, Lukáš

Diplomová práce Bc. Petry Helešicové se zabývá popisem únavového chování polymerní 3D tištěné metamateriálové struktury. Hlavním úkolem bylo predikovat únavovou životnost této 3D struktury pomocí kombinace numerického modelování a experimentálních měření a tyto predikce následně verifikovat pomocí únavových zkoušek. Studentka se svého úkolu zhostila příkladným způsobem. V úvodní rešeršní části cituje 68 zdrojů, převážně zahraničních, což svědčí o snaze pochopit danou problematiku. Získané poznatky poté aplikuje v praktické části. Zde bych vyzdvihl například značné množství mechanických zkoušek, které byly provedeny pro charakterizování materiálu. Za zmínku také stojí numerické simulace, s definicí různých materiálových charakteristik v jednotlivých prvcích sítě konečných prvků. Téma práce je velice aktuální, což dokazuje i spolupráce s PCCL v Leobenu, která probíhala v rámci projektu Chemitecture. Do tohoto projektu byla diplomantka rovněž zapojena a svým výstupem přispěla k jeho řešení. Část výsledků již byla prezentována autorkou na mezinárodní konferenci a je plánována publikace ve vědeckém impaktovaném časopise. Všechny stanovené cíle práce byly splněny. Diplomantka při řešení pracovala samostatně, pravidelně se účastnila konzultací s vedoucím a prokázala rovněž vysokou schopnost při analýze dosažených výsledků. Kladně hodnotím i aktivní zapojení diplomantky do skupiny vysokocyklové únavy na Ústavu fyziky materiálů AV ČR. S přístupem studentky k řešení i zpracování celé práce jsem maximálně spokojený, hodnotím tedy její práci výslednou známkou „A“ a jednoznačně ji doporučuji k obhajobě.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	A
Vlastní přínos a originalita	A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry	A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	A
Grafická, stylistická úprava a pravopis	A
Práce s literaturou včetně citací	A
Samostatnost studenta při zpracování tématu	A

Navrhovaná známka: A

Posudek oponenta

Ševeček, Oldřich

Předložená diplomová práce se zabývá výpočtovou a experimentální analýzou únavového chování metamateriálových struktur připravených metodou 3D tisku a vytvořením výpočtového modelu, schopného predikovat únavové porušení těchto struktur. Práce začíná velmi pěkně zpracovanou rešerší, zaměřenou na přehled různých typů metamateriálů, aditivních technologií a mechanického chování polymerních materiálů, které jsou v práci zvoleny i pro výrobu a studium metamateriálových struktur. Dále pokračuje analýzou experimentálních dat, tvorbou modelu materiálu a numerickým modelováním odezvy metamateriálové struktury na tlakové zatížení, z jehož výsledků je následně predikována únavová životnost struktury. Práce je napsána přehledně a srozumitelně s velmi pěknou grafickou úpravou, našel jsem pouze pár chybějících členů a drobných překlepů, které však kvalitu práce nijak nesnižují. Velmi oceňuji rovněž sepsání práce v anglickém jazyce, jehož úroveň je velmi dobrá. Jediné, co v práci místy chybí je detailnější analýza výsledků některých simulací, díky níž vyvstává množství otázek, na které si čtenář bez další analýzy není schopen vždy sám odpovědět. K práci bych měl ještě několik následujících komentářů: - U obrázku 8.2. jsou zřejmě uvedeny chybně jednotky – místo [MPa] je uvedeno [Pa]. - U deformačně-napěťových analýz by bylo vhodné mít i obrázky, na nichž by bylo vidět rozložení napětí v problematické oblasti (např. u obrázku 8.5 a dalších). - Napětí na trámečcích v obrázku 8.11 mi přijdou velmi vysoká, což bude způsobeno nejspíše použitím čistě lineárního modelu materiálu, který však v této oblasti již nebude správně popisovat napěťový stav na reálném vzorku. Bylo by tedy asi vhodnější definovat nějaký multilineární model materiálu na základě provedených tahových zkoušek. - U obrázků 9.3 a 9.4 vypadají experimentálně stanovené hodnoty únavové životnosti shodně, což je mírně matoucí, když je v každém obrázku řešena predikce únavové životnosti na jiném místě na trámečku. Závěrem lze konstatovat, že všechny zadané cíle práce byly splněny, práce má z mého pohledu nadstandardní úroveň s významným dopadem do praktických aplikací a návrhu komplexních, cyklicky zatěžovaných struktur připravených 3D tiskem. Hodnotím ji tedy výslednou známkou „A“ a doporučuji k obhajobě.

Dílčí hodnocení
Kritérium	Známka	Body	Slovní hodnocení
Splnění požadavků a cílů zadání	A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod	A
Vlastní přínos a originalita	A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry	B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	A
Grafická, stylistická úprava a pravopis	A
Práce s literaturou včetně citací	A

Navrhovaná známka: A

Otázky

2) Čím si lze vysvětlit výrazný pokles E-modulu u zkušebních vzorků s tiskovou orientací „upright“ proti ostatním vzorkům – viz Fig.7.2b?
1) Proč nebylo využito stanovení E-modulu materiálu pomocí excitační techniky, když se pomocí ní měřil Poissonův poměr? Lze tuto techniku pro studované polymerní materiály také použít?
3) Jak byste vysvětlila relativně významný rozdíl v maximálním napětí na stěnách trámečků pro model 7x7x7 a 3x3x3 v obrázku 8.2, když deformace jedné buňky uvnitř struktury by měla být dle popsaných OP u obou modelů shodná?
4) Jak byste vysvětlila velký rozptyl predikovaných únavových životností u jednotlivých přístupů pro svislou stěnu trámečku (Fig.9.3) v porovnání se šikmou stěnou (Fig.9.4), kde naopak všechny zvolené přístupy dávají podobnější výsledky.
5) Pro predikci únavové životnosti používáte lineární model materiálu, který v kritických oblastech výrazně nadhodnocuje napětí (viz např. Fig.8.11, kde jsou vidět napětí vyšší než typická mez pevnosti v tahu polymeru), nemůže to být příčina, proč je predikce únavové životnosti struktury výrazně nižší než skutečnost?