MOŠTĚK, D. Studie vlivu geometrie zastavovačů růstu trhliny na stabilitu integrálního panelu křídla pomocí metody konečných prvků [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Diplomová práce pojednává o analýze a posouzení vlivu vybraných rozměrových parametrů specifického typu integrálního vyztužení panelu křídla pomocí bionické struktury. Dle vědeckých článků má tato bionická výztuž velký potenciál pro zpomalení růstu trhliny při tahovém zatížení. Při tlakovém zatížení však může docházet ke snížení stability konstrukce. Proto je v této diplomové práci podrobně analyzován vliv specifické výztuže na ztrátu stability konstrukce pomocí metody konečných prvků. Hlavní část práce má 122 stran, je výborně strukturována a také je rozšířena o přílohy na celkem 149 číslovaných stran. V podrobném úvodu do problematiky ztráty stability tenkostěnných leteckých konstrukcí a jeho částí jsou informace z doporučených zdrojů obohaceny o názorné grafické vysvětlení a popis jednotlivých typů poruch panelů. Dále jsou přehledně představeny způsoby zpomalení a zastavení růstu trhliny a jednotlivá konstrukční řešení. Následně jsou vhodně popsány modely a podmínky pro numerické výpočty pomocí metody konečných prvků. Lze ocenit vysvětlení vlivu materiálových nelinearit, vlivu počtu elementů a přehledné vyobrazení průběhů rozložení napětí a deformací při zatěžování panelu. V rozsáhlé kapitole 5 jsou navrženy jednotlivé sady analyzovaných panelů pro čtyři hlavní zvolené rozměrové parametry. Vždy je správně měněn jen jeden parametr tloušťky nebo délky a ostatní parametry jsou pro danou sadu konstantní. Vstupní parametry i získané výsledky jsou patřičně popsány a logicky prezentovány. Velmi oceňuji, že kromě limitní síly ztráty stability panelu jsou analyzovány také přírůstky hmotnosti a pro celkové porovnání je vyjádřen i parametr nárůstu únosnosti ku přidané hmotnosti. Nad rámec plánovaných výpočtů student ještě zkoumal další dvě možnosti úpravy tvaru bionické výztuhy. V kapitole 6 jsou správně interpretovány a velmi podrobně zhodnoceny vlivy jednotlivých modifikací výztuhy, popsány výhody a navrženy vhodné způsoby zvýšení stability panelu křídla v tlaku. Vyhodnocení rozsáhlých výsledků je velmi kvalitní, a proto je plánováno publikovat získané poznatky ve vědeckém článku. Student pracoval kontinuálně, svědomitě a na konzultace přicházel připraven s návrhy řešení. Práce splňuje požadované zadání, je velmi přínosná, a proto ji doporučuji k obhajobě.
| 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 |
Práce se zabývá problematikou ztráty stability vyztuženého integrálního panelu křídla opatřeného zastavovači šíření únavové trhliny. V úvodní části se autor zaměřil na teorii ztráty stability vyztužených panelů a dalších konstrukčních prvků zatížených do tlaku, kde podrobně definuje její jednotlivé typy. Dále v souladu se zadáním zpracoval rešerši možných prostředků vedoucích na zpomalení či zastavení šíření únavové trhliny v konstrukci, jako jsou např. pásové zastavovače trhliny, integrální nebo připojené pomocí různých metod (nýtováním, adhezivně, studenou kinetickou depozicí nebo ultrazvukovým svařováním), a přehled těchto prostředků zasadil i do širšího rámce problematiky únavy leteckých konstrukcí. Zde se nevyhnul některým nepřesnostem, např. při překladu terminologie z angličtiny, nebo zavádějícímu tvrzení týkajícímu se konstrukcí typu safe life („v dnešní době se použití této filozofie nedoporučuje“). V hlavní praktické části práce autor provedl analýzy referenčního integrálního panelu z hliníkové slitiny 7075 T6 se třemi výztuhami a také panelů opatřených integrálními zastavovači šíření trhliny s tzv. stromečkovou bionickou geometrií, které byly umístěny mezi výztuhami referenčního panelu. Výsledky provedených výpočtů umožnily definovat geometrické parametry výztuhy, které vedou na největší navýšení únosnosti panelu v tlaku (při co nejmenším nárůstu hmotnosti). Při hodnocení tohoto výsledku je třeba mít na paměti, že použitý typ analýzy bude při návrhu konstrukce se zastavovači šíření trhliny spíše až sekundární. Primárním nástrojem bude analýza šíření únavové trhliny při zatěžování převážně do tahu. Složitá geometrie zastavovače pak povede ve srovnání s konvenční konstrukcí k řádově komplikovanější analýze, podstatně stěžující průkaz životnosti takto navržené konstrukce.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | B | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | B | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 153961