Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty
| but.committee | prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda) doc. Ing. David Paloušek, Ph.D. (člen) doc. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen) doc. Dr. Ing. Pavel Polach (člen) doc. Ing. Radomír Mendřický, Ph.D. (člen) prof. Ing. Marián Dzimko, CSc. (člen) doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen) Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen) Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen) | cs |
| but.defence | Student prezentoval výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky oponenta. Otázky oponenta: 1. Jaké mezní stavy se dají u navrhované konzoly předpokládat a s jakou bezpečností je proveden její návrh? ZODPOVĚZENO. 2. V tab. 5-9 jsou uvedeny výsledky statické analýzy konzoly ve formě maximálních dosažených napětí, ty jsou však v následném komentáři zpochybněny. Jak velké odhadujete maximální napětí v konzole a kde jsou kritické místa? ZODPOVĚZENO. 3. Jak je napsáno na str. 74, je hlavní optimalizační kritérium konzoly maximální deformace v místě objímek hydraulických trubek? ZODPOVĚZENO. 4. Kolik únavových cyklů bude mít konzola během provozu? ZODPOVĚZENO. Otázky členů komise k DP: 5. Ing. Dočkal: Čím si vysvětlujete, že selhal matematický výpočet modální analýzy oproti experimentu? ZODPOVĚZENO. Jaké jste při výpočtové modální analýze volil okrajové podmínky? ZODPOVĚZENO. | cs |
| but.jazyk | čeština (Czech) | |
| but.program | Strojní inženýrství | cs |
| but.result | práce byla úspěšně obhájena | cs |
| dc.contributor.advisor | Paloušek, David | cs |
| dc.contributor.author | Petržela, Zdeněk | cs |
| dc.contributor.referee | Hutař, Pavel | cs |
| dc.date.accessioned | 2022-06-19T22:54:52Z | |
| dc.date.available | 2022-06-20 | cs |
| dc.date.available | 2022-06-19T22:54:52Z | |
| dc.date.created | 2019 | cs |
| dc.description.abstract | Nízká hmotnost dílů v kombinaci s vysokými mechanickými vlastnostmi hrají klíčovou roli při snižování provozních nákladů pro letecký a kosmický průmysl. K tomu je využívána topologická optimalizace a mikroprutové struktury. Výrobu optimalizovaných součástí vyznačujících se tvarovou komplexností umožňují aditivní technologie. Dosud neexistoval jednoznačný a ucelený postup pro zkonstruování dílu s redukovanou hmotností tímto způsobem. Práce se zabývá zmapováním procesu topologické optimalizace s využitím mikroprutových struktur, korigovaného experimentálně stanovenými výrobními limity. Dále implementací navržené metodiky při optimalizaci reálné součásti, její výrobou z AlSi10Mg technologií SLM a ověřením výrobní přesnosti a vibrační odezvy. Pro zjištění výrobních limitů byla provedena série zkoušek s prutovými tělesy. Dle analýzy rozměrů, hmotnosti a porozity byl vyselektován minimální možný průřez prutu, který byl následně aplikován do vzorků nosníků s mikroprutovou strukturou BCC a BCCz. Na základě mechanického testování nosníků byl pro aplikaci v optimalizované součásti zvolen typ mikroprutové struktury BCCz. Pro přesnější predikci skutečného chování struktury byl určen korigovaný modul pružnosti a mez kluzu vycházející z průběhu deformace vzorku BCCz v závislosti na aplikované síle. Dané parametry vstupovaly do MKP simulace ve fázi optimalizace mikroprutovou strukturou. Vyřešení problému exportu geometrie mikroprutové struktury z MKP řešiče umožnilo kompletně definovat metodiku optimalizace, součást vyrobit a experimentálně ověřit potenciál konstrukce. | cs |
| dc.description.abstract | Low product weight in combination with high mechanical properties play a crucial role in reducing operating costs in the aerospace industry. For this purpose, topology optimization and lattice structures are used. Additive manufacturing processes enable the production of optimized parts with geometric complexity. So far, no clear and comprehensive approach for designing a machine part with reduced weight in this way has been presented. The aim of this work was to map the topology optimization process with the use of lattice structures, corrected by experimentally determined production limits. Furthermore, the work deals with the implementation of the proposed methodology in optimization of a real machine part, its production from AlSi10Mg metal powder using selective laser melting technology, and verification of its manufacturing accuracy and vibration response. To determine the production limits, a series of lattice strut tests were performed. According to dimensional, weight and porosity analysis of lattice struts, a minimum applicable cross-section of the strut was chosen. Struts with this cross-section were subsequently applied into the beam samples with the BCC and BCCz lattice structure. Based on the mechanical response, the BCCz lattice structure was selected for application in the optimized part. For a more accurate mechanical behaviour prediction, based on actual lattice structure response, corrected elasticity modulus and yield strength value for BCCz lattice type were determined. These parameters were applied into FEM simulation in the lattice optimization phase. After solving the problem of lattice structure geometry export from FEM software, the optimization methodology could be completely defined, the part was manufactured, and the design potential was verified. | en |
| dc.description.mark | A | cs |
| dc.identifier.citation | PETRŽELA, Z. Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019. | cs |
| dc.identifier.other | 117348 | cs |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11012/206598 | |
| dc.language.iso | cs | cs |
| dc.publisher | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství | cs |
| dc.rights | Přístup k plnému textu prostřednictvím internetu byl licenční smlouvou omezen na dobu 3 roku/let | cs |
| dc.subject | topologická optimalizace | cs |
| dc.subject | mikroprutová struktura | cs |
| dc.subject | AlSi10Mg | cs |
| dc.subject | selective laser melting | cs |
| dc.subject | OptiStruct | cs |
| dc.subject | topology optimization | en |
| dc.subject | lattice structure | en |
| dc.subject | AlSi10Mg | en |
| dc.subject | selective laser melting | en |
| dc.subject | OptiStruct | en |
| dc.title | Topologická optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty | cs |
| dc.title.alternative | Topological optimization and lattice structures for aerospace components | en |
| dc.type | Text | cs |
| dc.type.driver | masterThesis | en |
| dc.type.evskp | diplomová práce | cs |
| dcterms.dateAccepted | 2019-06-20 | cs |
| dcterms.modified | 2019-06-20-15:54:15 | cs |
| eprints.affiliatedInstitution.faculty | Fakulta strojního inženýrství | cs |
| sync.item.dbid | 117348 | en |
| sync.item.dbtype | ZP | en |
| sync.item.insts | 2022.06.20 00:54:52 | en |
| sync.item.modts | 2022.06.20 00:12:21 | en |
| thesis.discipline | Konstrukční inženýrství | cs |
| thesis.grantor | Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav konstruování | cs |
| thesis.level | Inženýrský | cs |
| thesis.name | Ing. | cs |
Files
Original bundle
1 - 3 of 3
Loading...
- Name:
- final-thesis.pdf
- Size:
- 7.66 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- final-thesis.pdf
Loading...
- Name:
- appendix-1.pdf
- Size:
- 12.07 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- appendix-1.pdf
Loading...
- Name:
- review_117348.html
- Size:
- 10.08 KB
- Format:
- Hypertext Markup Language
- Description:
- review_117348.html