PCHÁLEK, V. Návrh auxetických struktur pro technologii selective laser melting [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Červinek, Ondřej

Diplomová práce se zabývá návrhem auxetických struktur pomocí metody konečných prvků s ověřením předpokladů zvyšujících odolnost proti lokálnímu zatížení. V průběhu jejího zpracování student projevil vysokou míru iniciativy v oblasti experimentálního testování struktur za vysokých rychlostí. Vytyčené předpoklady zvyšování odolnosti tak byly ověřeny pro široké spektrum rychlostí nad rámec původního plánu. Na základě poměrně zdařilého shrnutí současného stavu poznání byla definována geometrie struktury, která se stala předmětem zájmu. Pro tuto strukturu byla vytvořena série testovacích výpočetních úloh s cílem stanovit optimální reprezentaci geometrie a okrajových podmínek. Celkově šla v této oblasti práce do důsledků a věnovala se detailnímu rozboru vlivu jednotlivých aspektů. Pro některé podmínky zatěžování poté následovala parametrická studie sledující vliv velikosti struktury, průměru jejích stěn a velikosti úhlu mezi jednotlivými stěnami. Vybrané konfigurace byly experimentálně testovány a porovnány se simulací. V tomto bodě bylo naneštěstí možné pozorovat drobné překryvy kapitoly zabývající se materiálem a metodami s kapitolou výsledků. V neprospěch práce také hovoří velké množství gramatických chyb a neúplných vět obsahově vytržených z kontextu odstavců. S tím souvisí také občasné chyby v prezentaci grafů s místy až zavádějícím popisem zobrazovaných veličin. Za zmínku stojí například aplikování metriky určující míru odolnosti struktury vůči lokálnímu zatížení, které působí matoucím dojmem. I přes zmíněné nedostatky má práce své silné stránky, které výrazně převažují. Práci doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Hutař, Pavel

Předložená práce, která vznikla pod vedením Ing. Ondřeje Červinka Ph.D., se zabývá návrhem auxetické struktury a numerickou simulací jejího porušení. Auxetické struktury mohou mít potenciál v aplikacích, kde je třeba akumulovat energii, např. při impaktu. Pomocí metody SLM lze tyto struktury efektivně vytvářet. Práce je tedy aktuální s přímou aplikovatelností do praxe a využívající know-how dlouhodobě budované na Ústavu konstruování FSI VUT v Brně v oblasti aditivních technologií. Předložená práce je strukturovaná do sedmi základních kapitol. Po stručném úvodu následuje kapitola popisující současný stav poznání. Tato kapitola se zaměřuje zejména na známé geometrické konfigurace a jejich odolnost proti impaktu. Možnosti numerických simulací těchto struktur a obvyklé způsoby jejich experimentálního testování. V některých částech je rešerše příliš stručná bez vyvození patřičných závěrů, nicméně v podkapitole „Přehled hlavních zjištění“ jsou hlavní závěry z rešerše popsány. Po definici cílů práce je představena metodika jejího řešení. Pro řešenou práci byla vybrána konfigurace re-entrant honeycomb. Jedna buňka byla následně podrobena numerické analýze a byly testovány různé zjednodušení tohoto modelu, aby bylo modelování výsledné struktury co nejjednodušší. Následně byla řešena explicitní úloha indentu takto navržené struktury a jejího porušení. Struktura byla skutečně vyrobena a byly na ní provedeny dynamické testy, pro verifikaci výpočetního modelu. Metodika práce je tedy podána logicky a odpovídá cílům práce.Výsledky jsou strukturovány do jednotlivých kroků podle navržené metodologie. Byly analyzovány vlastnosti modelu a následně bylo přikročeno k simulaci impaktu. Ukázalo se, že skutečně vyrobené struktury mají v některých případech i poměrně citelně větší tloušťky stěn, než odpovídá původnímu numerickému modelu. Což samozřejmě ovlivňuje materiálovou odezvu a srovnání experimentálních mechanických testů s numerickou predikcí. Kvalitativně numerické modely odpovídají experimentálním pozorováním, nicméně kvantitativně není shoda vždy ideální. Výsledkové kapitole a diskusi by pomohla lepší a přehlednější presentace výsledků pro čtenáře. V práci se také objevují nepřesnosti a grafické a stylistické nedostatky. Nicméně je třeba konstatovat, že autor vytvořil odpovídající model auxetické struktury a jejího porušení a zároveň model verifikoval odpovídajícími experimenty. Práce tedy svým obsahem splňuje požadavky kladené na diplomovou práci, a proto doporučuji práci k obhajobě.

eVSKP id 145799