Optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost
Loading...
Date
Authors
Konvalina, Michal
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce se zabývá studií vlivu rozdílné tloušťky stěn vnitřní výplně 3D tištěných dílců při konstantní ploše průřezu na jejich výsledné vlastnosti při statickém nebo dynamickém zatížení. Na základě literární studie jsou zvoleny dvě experimentální metody. Kvazistatická zkouška a Taylorův test. Pro testy jsou vytištěny vzorky čtvercové a hexagonální mřížky pomocí metody FDM z materiálu PLA. Kvazistatická zkouška je použita k měření statických vlastností, jako je maximální pevnost v tlaku, mez kluzu, modul pružnosti a odvození materiálového modelu podle Johnson – Cooka. Dynamický rázový test TAT slouží k vyhodnocení různých typů výplní při vysokých dopadových rychlostech. V programu ANSYS jsou simulovány vzorky, které v Taylorově testu odolaly nejvyšším rázovým rychlostem a následně je optimalizován parametr citlivosti na rychlosti deformace pro konkrétní dopadovou rychlost. Nejvyšší maximální dynamické odolnosti dosáhla čtvercová výplň o tloušťce stěny 0,4 mm při rázové rychlosti 37 ms-1.
The thesis deals with the study of the effect of different wall thicknesses of 3D printed infill patterns at constant cross-sectional area on their final properties under static and dynamic loading. Based on literature study, two experimental methods are chosen. The quasi-static test and the Taylor anvil test. For the experiment, square and hexagonal grid specimens are printed using FDM technology from PLA material. Quasi-static test is used to measure the static properties such as maximum compressive strength, yield stress, modulus of elasticity and to derive material model of Johnson-Cook. The dynamic impact test TAT is used to evaluate different types of patterns at high impact velocities. In ANSYS, the specimens that resisted the highest impact velocities in TAT are simulated and strain rate sensitivity parameter is optimized for the specific velocity. The highest dynamic resistance was achieved by a square infill pattern with wall thickness of 0,4 mm at an impact velocity of 37 ms-1.
The thesis deals with the study of the effect of different wall thicknesses of 3D printed infill patterns at constant cross-sectional area on their final properties under static and dynamic loading. Based on literature study, two experimental methods are chosen. The quasi-static test and the Taylor anvil test. For the experiment, square and hexagonal grid specimens are printed using FDM technology from PLA material. Quasi-static test is used to measure the static properties such as maximum compressive strength, yield stress, modulus of elasticity and to derive material model of Johnson-Cook. The dynamic impact test TAT is used to evaluate different types of patterns at high impact velocities. In ANSYS, the specimens that resisted the highest impact velocities in TAT are simulated and strain rate sensitivity parameter is optimized for the specific velocity. The highest dynamic resistance was achieved by a square infill pattern with wall thickness of 0,4 mm at an impact velocity of 37 ms-1.
Description
Citation
KONVALINA, M. Optimalizace volby infillu s důrazem na maximální dynamickou odolnost [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie a průmyslový management
Comittee
doc. Ing. Karel Kouřil, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Josef Chladil, CSc. (místopředseda)
prof. Dr. Ing. František Holešovský (člen)
Ing. Miroslav Jopek, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Bejtkovský, Ph.D. (člen)
Ing. Janka Vydrová, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Dvořáček, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-20
Defence
Diplomant seznámil komisi s obsahem a výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky vedoucího, oponenta a dalších členů komise:
V průběhu obhajoby byly zodpovězeny následující doplňující otázky:
1. Porovnání hexagonální a čtvercové výplně.
zodpovězeno
2. Jaké vyplývají doporučení z výsledků pro praktické využití?
zodpovězeno
3. Které řešení je ekonomicky výhodnější?
zodpovězeno
4. Jak by se kontrolovala kvalita součásti vytvořené 3D tiskem?
částečně zodpovězeno
Otázky členů komise byly částečně zodpovězeny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení