Model geometrie mikro-prutových struktur pro metodu konečných prvků

Simple item page
but.committeeprof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda) doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda) doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen) doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen) Ing. Bronislav Růžička, Ph.D. (člen) doc. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen) doc. Ing. Michal Hajžman, Ph.D. (člen) doc. Ing. Stanislav Němeček, PhD. (člen)cs
but.defenceStudent prezentoval svoji práci a odpověděl na otázky oponenta: 1) Na reálné chování mikroprutových struktur má jistě vliv i náhodný charakter vámi zkoumaných veličin. Můžete se k tomuto vlivu vyjádřit a případně naznačit jakým způsobem by bylo možné ho zahrnout do vámi vytvořených modelů? ZODPOVĚZENO doc. Vimmr – Kolik elementů jste pro Váš model volil a jak ta úloha byla časově náročná? ZODPOVĚZENO doc. Vimmr – Je metoda konečných prvků pro tyto mikrostruktury vhodná? ZODPOVĚZENO doc. Mazůrek – Tvrdíte, že přesnost akumulované energie je cca 5 %, jak to že síla nelze, tak přesně určit? doc. Koutný – Na jakém materiálu byly tyto experimenty a simulace prováděny? ZODPOVĚZENO doc. Koutný – Jsou tyto analýzy přenositelné na jiný materiál? ZODPOVĚZENO doc. Koutný – Je chování závislosti délky a průměru prutu stejné? ZODPOVĚZENO doc. Koutný – Model je navržený parametricky, můžete odhadnout do jaké míry model je možné vyscalovat co se týče velikosti buněk? Byla by při velké zvětšení buněk model stále přesný? ZODPOVĚZENO doc. Koutný – Je tu limit ohledně vzpěrné stability? ZODPOVĚZENO doc. Koutný – Od jaké velikosti se již musí brát v úvahu vzpěr? ZODPOVĚZENOcs
but.jazykslovenština (Slovak)
but.programKonstrukční inženýrstvícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorČervinek, Ondřejsk
dc.contributor.authorJavorský, Dominiksk
dc.contributor.refereeMaňas, Pavelsk
dc.date.accessioned2023-07-17T08:07:53Z
dc.date.available2023-07-17T08:07:53Z
dc.date.created2023cs
dc.description.abstractRastúcou dostupnosťou technológie aditívnej výroby ako napríklad SLM, je umožnená tvorba inovatívnych konštrukčných návrhov. Príkladom sú aj tvarovo náročné mikro-prútové štruktúry, ktoré sú využívané z dôvodu výborných mechanických vlastností vztiahnutých na jednotku hmotnosti. Veľkým problémom sú tolerancie výroby, ktorých výskyt u väčšiny komponentov nie je kľúčový. Nakoľko pri mikro-prútových štruktúrach hovoríme o tenkostennej geometrii, výrobné tolerancie spôsobujú výrazné odchýlky v mechanických vlastnostiach. Proces návrhu štruktúr a dosiahnutie výsledkov porovnateľných s experimentom vyžaduje použitie neštandardných metód. Hovoríme o časovo a finančne náročných postupoch na získanie reálnej geometrie, ktoré sú následne použité pre numerické simulácie založené na princípe MKP. Táto práca sa zaoberá dopadom geometrických imperfekcií vyskytujúcich sa v štruktúrach typu BCC, ktoré sú tvorené z nerezovej ocele 316L. Počas riešenia bola získaná reálna geometria prostredníctvom optickej digitalizácie s využitím skeneru ATOS Triple Scan. Súčasťou bola aj dynamická skúška na pádovom testeri z ktorého boli použité výsledky pri úprave modelu geometrie v kombinácií so získanou reálnou geometriou. Z dôvodu minimalizácie odchýlky výsledkov z experimentu a numerickej simulácie pod úroveň 5 % boli získané poznatky využité pri simuláciách skúmajúcich dopad geometrických imperfekcií. V oblasti simulácií zaoberajúcich sa dopadom imperfekcií boli stanovené odchýlky až do 30 %. Tieto je možné minimalizovať pri zahrnutí poznatkov reálnej geometrie do návrhu. Z výsledkov je taktiež možné stanoviť rozsah priemeru, kedy je zahrnutie geometrických imperfekcií do návrhu nerelevantné. Taktiež bol pozorovaný veľký dopad geometrie uzla na výsledky z numerických simulácií, čo prispelo priblíženiu sa hodnotám z experimentu. Dôležitým prínosom práce je aj zjednodušený model geometrie, ktorý v budúcnosti umožní študovať dopad ďalších imperfekcií v rozsahu ktorý doteraz nebol možný.sk
dc.description.abstractThe growing availability of additive manufacturing technology, such as SLM, enables the creation of innovative structural designs. An example of these are complex lattice structures which are used because of their excellent mechanical properties relative to weight. One significant challenge lies in production tolerances. These are not crucial for the majority of components. However, when dealing with lattice structures and their thin-walled geometry, manufacturing tolerances lead to substantial deviations in mechanical properties. The process of designing such structures and achieving results comparable to the experiment requires the use of non-standard methods. These methods are time-consuming and costly for obtaining real geometry. The real geometry is then used for numerical simulations based on the FEM principle. This thesis focuses on the impact of geometric imperfections occurring in BCC-type structures made of stainless steel 316L. During the solution, the real geometry was obtained through optical digitization using the ATOS Triple Scan scanner. Dynamic drop-weight tests were also conducted, and the obtained results were used to modify the geometry model in combination with the acquired real geometry. The aim was to minimize the deviation between experimental and numerical simulation results below 5%. The knowledge gained from this process was then applied in simulations investigating the impact of geometric imperfections. Deviations up to 30% were observed in simulations investigating the impact of geometric imperfections. These deviations can be minimized by incorporating the knowledge of real geometry into the design. The results also help determine the diameter range within which including geometric imperfections in the design is irrelevant. Furthermore, a significant impact of the node geometry on the results of numerical simulations was observed. This knowledge brought the values closer to the experimental data. Another important contribution of this work is the simplified geometry model. This model will enable the study of the impact of additional imperfections in a range that was previously unattainable.en
dc.description.markAcs
dc.identifier.citationJAVORSKÝ, D. Model geometrie mikro-prutových struktur pro metodu konečných prvků [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.cs
dc.identifier.other145694cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/212192
dc.language.isoskcs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectSelective laser melting (SLM)sk
dc.subjectmetóda konečných prvkov (MKP)sk
dc.subjectmikro-prútová štruktúrask
dc.subjectgeometrické imperfekciesk
dc.subjectBCCsk
dc.subjectnerezová oceľ 316Lsk
dc.subjectoptická digitalizáciask
dc.subjectSelective laser melting (SLM)en
dc.subjectfinite element method (FEM)en
dc.subjectlattice structureen
dc.subjectgeometric imperfectionsen
dc.subjectBCCen
dc.subjectstainless steel 316Len
dc.subjectoptical digitizationen
dc.titleModel geometrie mikro-prutových struktur pro metodu konečných prvkůsk
dc.title.alternativeModel of geometry of micro-lattice structures for finite element methoden
dc.typeTextcs
dc.type.drivermasterThesisen
dc.type.evskpdiplomová prácecs
dcterms.dateAccepted2023-06-19cs
dcterms.modified2023-06-19-18:23:59cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid145694en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2023.07.17 10:07:53en
sync.item.modts2023.07.17 09:35:56en
thesis.disciplinebez specializacecs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav konstruovánícs
thesis.levelInženýrskýcs
thesis.nameIng.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
8.51 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Download
Thumbnail Image
Name:
appendix-1.zip
Size:
14.39 MB
Format:
zip
Description:
appendix-1.zip
Download
Thumbnail Image
Name:
review_145694.html
Size:
8.38 KB
Format:
Hypertext Markup Language
Description:
review_145694.html
Download
Collections
2023