ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta strojní, Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2013/2014

Transkript

1 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ TLUSTOSTĚNNÝCH NÁDOB Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

2 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SKLENĚNÝCH KONSTRUKČNÍCH PRVKŮ Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava Rešerše teorie Návrh metodiky identifikace elastických vlastností Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

3 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA STAVU NAPJATOSTI A DEFORMACÍ KONSTRUKCÍ Z PŘÍMÝCH PRUTŮ Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

4 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA STAVU NAPJATOSTI A DEFORMACÍ KONSTRUKCÍ PRUŽIN Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

5 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ TENKOSTĚNNÝCH NÁDOB Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

6 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ ČEPOVÉHO SPOJE Téma navazuje na znalosti z předmětů PP1 a PP2 a rozvijí je o nové poznatky využitelné dále v praxi i ve výzkumu. Práce zahrnuje následující aspekty, ke kterým je k dispozici související literatura i odborná průprava. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

7 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem NÁMĚT BAKALÁŘSKÉ PRÁCE NA VLASTNÍ TÉMA STUDENTA Bude specifikován dle námětu. Rešerše teorie Návrh analytických experimentů nebo návrh variant konstrukce Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

8 obor : Teoretický základ strojního inženýrství, obor.: Konstruování podporované počítačem ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ NALISOVANÉHO SPOJE PŘI KOMBINOVANÉM NAMÁHÁNÍ Téma navazuje na studie z obhájených bakalářských prací pro namáhání spoje krutem nebo ohybem. Na základě poznatků z již řešených problematik budou provedeny komplexnější analýzy stavu napjatosti při kombinovaném namáhání. Práce zahrnuje následující aspekty: Rešerše současného stavu. Návrh numerických experimentů simulace v MKP Analýzy simulace v MKP Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

9 ZHODNOCENÍ KVALITY ODHADU VYBRANÝCH MATERIÁLOVÝCH PARAMETRŮ Provést rešerši metod používaných pro odhady materiálových parametrů, zaměření na meze únavy a tvar Wöhlerovy křivky na známé parametry a zatřídění materiálu do skupiny materiálů Dohledávání vhodných experimentálních údajů použitelných pro jejich verifikaci zdroje: a STK. Návrh jednotného přenosového formátu listu s materiálovými daty obsahujícího veškeré dostupné údaje. Tvorba konverzních maker dle výběru Excel, Visual Basic, C, Matlab, PhP, JS, Analýza vhodnosti jednotlivých metod se zohledněním kategorizace materiálů. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

10 MATEMATICKÝ POPIS WÖHLEROVY KŘIVKY Provést rešerši navržených matematických modelů popisujících Wöhlerovu křivku materiálu v souřadnicích napětí-počet kmitů do lomu a se zohledněním střední hodnoty napětí cyklu. Nalezení vhodných převodních vztahů mezi jednotlivými modely. Sběr dat jak z tak odjinud a jejich umístění do této databáze. Implementace metodiky ČSN pro stanovení parametrů Wöhlerovy křivky i konfidenčního intervalu programovací jazyk dle výběru Visual Basic, C, Matlab, PhP, JS, Analýza vhodnosti jednotlivých metod se zohledněním kategorizace materiálů. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

11 ZHODNOCENÍ VLIVU STŘEDNÍHO NAPĚTÍ NA ÚNAVOVOU ŽIVOTNOST Rešerše používaných inženýrských metod pro zavedení vlivu středního napětí na mez únavy, ovlivnění celé Wöhlerovy křivky, analýza nových postupů Implementace metod do zvoleného SW nejlépe zřejmě MS Excel a VBA Sběr vhodných dat k porovnání funkčnosti a účinnosti jednotlivých odhadů, zavedení dat do stávající databáze FinLiv Provedení analýzy na sebraných datech, statistické a grafické vyhodnocení Formulace závěrů Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

12 AUTOMATIZACE ZPRACOVÁNÍ ÚNAVOVÝCH ÚLOH V LMS.VIRTUAL LAB, COMPONENT DURABILITY Seznámení se se základními funkcemi únavového řešiče LMS.Virtual Lab, Component Durability a řešením v něm. Software pro přípravu interních maker využívá programovací jazyk Visual Basic for Applications. Analýza vstupů a výstupů aplikace Dummy Model a makra pro automatizovanou přípravu podkladů k únavové analýze na základě dat vybraných z databáze FinLiv. Realizace implementace pro obě aplikace a jejich napojení na SW LMS. Kontrola implementace, provedení výpočtu na Dummy Modelu a minimálně deseti setech z databáze FinLiv. Formulace závěrů, doporučení pro případné změny. Konzultant: Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com Ing. Miguel Aguilar Vargas papuga@pragtic.com

13 ZTRÁTA STABILITY PRUTŮ PROMĚNNÉHO PRŮŘEZU Provést rešerši problemataky Analyzovat několik typů prutů Závěry Doc. Ing. Tomáš Mareš, Ph.D.

14 OHYB OBDÉLNÍKOVÝCH DESEK BENDING OF RECTANGULAR PLATES Provést rešerši problemataky Analyzovat desky různých typů uložení Závěry Doc. Ing. Tomáš Mareš, Ph.D.

15 Analytické výpočtové metody pro návrh kompozitních elementů výrobních strojů Provést rešerši problemataky Analyzovat určené typy skladeb kompozitových trubek Závěry Doc. Ing. Tomáš Mareš, Ph.D. Konzultant bakalářské práce: Ing. Viktor Kulíšek

16 Analytické výpočtové metody pro návrh kompozitních elementů výrobních strojů Provést rešerši problemataky Analyzovat určené typy skladeb kompozitových trubek Závěry Doc. Ing. Tomáš Mareš, Ph.D. Konzultant bakalářské práce: Ing. Viktor Kulíšek

17 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 NAPĚŤOVĚ-DEFORMAČNÍ ANALÝZA SENDVIČOVÝCH NOSNÍKŮ Nastudování problematiky analytických a numerických (MKP) výpočtů napětí a deformace nosníků s rozšířením na sendvičové nosníky. Možnosti modelování sendvičů MKP, srovnání jednotlivých variant. Výpočet napětí, deformace a průhybu sendvičových nosníků, srovnání s experimentem, ladění materiálových parametrů. Konzultant (kontakt): Ing. Ctirad Novotný, Ph.D. Ctirad.Novotny@fs.cvut.cz Ing. Karel Doubrava, Ph.D. Karel.Doubrava@fs.cvut.cz

18 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 OPTICKÉ MĚŘENÍ PRŮHYBU NOSNÍKU Rešerše současného stavu Návrh aplikace Experimentální měření Závěry Ing. Karel Doubrava, Ph.D. Karel.Doubrava@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

19 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 Hydraulický ráz ve viskoelastické trubici Vlivem viskozity stěny u viskoelastické trubice a třením tekutiny o stěnu v trubici dochází během hydraulického rázu k útlumu tlakových pulsací. Cílem práce je sepsat rešerši o experimentálních metodách k měření viskoelasticity přímých trubic, zvláště cév a matematických modelech popisujících toto viskoelastické chování. Dále provést statické a dynamické inflační testy trubic a simulovat experiment s využitím lineárního viskoelastického modelu kontinua. Ing. David Hromádka David.Hromadka@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

20 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 SAMOBUZENÉ KMITÁNÍ ELASTICKÝCH TRUBIC V OBLASTI BIOMECHANIKY Matematické modelování proudění kapaliny a změny geometrie stěny elastické trubice Příprava experimentálního zařízení update nebo návrh částí měřící trati Provádění experimentů při různých módech kmitání tenkostěnné elastické trubice s následnou analýzou získaných experimentálních dat a porovnání s teoretickými předpoklady Ověření experimentu na biologické tkáni, tepně nebo žíle (závisí na časových a technických možnostech). Konzultant (kontakt): Prof., Ing. František Maršík, DrSc. Ústav termomechaniky AV ČR marsik@it.cas.cz Ing. Hynek Chlup Hynek.Chlup@fs.cvut.cz

21 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 ULTRAZVUKOVÉ MĚŘENÍ RYCHLOSTNÍCH PROFILŮ PROUDÍCÍ KAPALINY V OBLASTI BIOMECHANIKY Seznámení se s teorií a principy ultrazvukového měření rychlosti, volby pracovní kapaliny, typy odrazových částic, teorie výpočtu rychlostních profilů Návrh uspořádání hydraulického okruhu pro realizaci experimentů Měření rychlostních profilů pomocí UVP monitoru, porovnat naměřené rychlostní profily s teoretickými předpoklady, stanovení podmínek a limitů měření Ověření experimentu na biologické tkáni, tepně nebo žíle (závisí na časových a technických možnostech). Konzultant (kontakt): Ing. Hynek Chlup Hynek.Chlup@fs.cvut.cz Prof. Ing. Rudolf Žitný, CSc. rudolf.zitny@fs.cvut.cz

22 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 EXPERIMENTÁLNÍ STANOVENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ AORTÁLNÍHO VĚTVENÍ Student se seznámí se základními modely mechanického chování cév. Vypracuje rešerši na téma - mikrostruktura přímé cévní stěny a mikrostruktura neuniformních částí kardiovaskulárního systému (větvení, zakřivení, srdeční chlopně, patologie) a jejich vlivu na makroskopické chování. Praktická část BP bude obsahovat provedení a vyhodnocení mechanických zkoušek vzorků z aortálního větvení a srovnání výsledků s histologickými snímky. Konzultant : Ing. Jakub Kronek jakub.kronek@fs.cvut.cz Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz

23 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 ANALÝZA VNITŘNÍ STRUKTURY BIOLOGICKÝCH MATERIÁLŮ Vyhodnocení vnitřní struktury lidské kolagenní tkáně Určení dominantních směrů komponent ECM (kolagen, elastin) Porovnání s mechanickou odezvou Konzultant (kontakt): Ing. Jan Veselý Jan.Vesely1@fs.cvut.cz Ing. Hynek Chlup Hynek.Chlup@fs.cvut.cz Ing. Lukáš Horný, Ph.D. Lukas.Horny@fs.cvut.cz

24 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 STÁŘÍM VYVOLANÉ ZMĚNY BIOMECHANIKY ELASTICKÝCH TEPEN Stáří je fenomén všedního dne, a přesto mu v úplnosti stále nerozumíme. Na kvalitativní úrovni víme, že dochází k přídavnému sesíťování kolagenů, degradaci elastinu, ukládání vápníku atd. Kvantitativní popis těchto jevů a jejich implementace do konstitutivních modelů jsou ale doposud nevyřešené. Pokud chcete přispět do mozaiky znalostí lidstva, byť i malým kamínkem, je toto téma pro vás. Stárnutí se týká každého z nás... Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz

25 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 EXPERIMENTÁLNÍ ZJIŠŤOVÁNÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ ŠTĚPŮ PRO AORTO-KORONÁRNÍ BYPASS Aorto-koronární bypass je metodou, jak přemostit uzavřený úsek koronární tepny a umožnit tak obnovení krevního zásobení srdce. Současná odborná literatura neobsahuje dostatečné množství experimentálně zjištěných mechanických charakteristik pro tvorbu konstitutivních modelů těchto přemostění vhodných pro užití při MKP simulacích. Cílem práce bude jejich získání. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz Konzultant: Ing. Hynek Chlup hynek.chlup@fs.cvut.cz

26 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MECHANICKÉ VLASTNOSTI BIOARTEFICIÁLNÍ NÁHRADY AORTÁLNÍ CHLOPNĚ Úkolem práce bude charakterizace materiálové odezvy bioarteficiální (metodami tkáňového inženýrství připravené) náhrady aortální chlopně. Práce bude mít jak experimentální (jedno nebo dvouosá tahová zkouška) část, tak část výpočtového modelování (identifikace parametrů konstitutivního modelu). Závěry práce by měly přispět k optimalizaci procesu kultivace tkáně v bioreaktoru. Tato práce bude provedena ve spolupráci s Fyziologickým ústavem AV ČR. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz Konzultant: Ing. Jan Veselý jan.vesely1@fs.cvut.cz

27 QUAZISTATICKÁ NANOINDENTACE Seznámení se s principy vyšetřování elastických materiálových vlastností pomocí nanoindentace a jejich aplikace na biologické tkáně jako je kost a chrupavka. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka, Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

28 NANOINDENTACE VISKOELASTICKÝCH MATERIÁLŮ Získání creepových a relaxačních nanoindentačních dat a jejich analýza dle dostupných metod z literatury. Většinou se jedná o měkké tkáně jako je meziobratlová ploténka a chrupavka. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka, Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

29 DYNAMICKÁ MECHANICKÁ ANALÝZA Vyžití takzvané nanodma metody pro získání viskoelastických charakteristik biologické tkáně. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Ing. Josef Šepitka,

30 SCRATCH TESTY A OPOTŘEBENÍ NANOSCRATCH, NANOWEAR Vyhodnocování třecích sil pomocí nanoscratch a opotřebení dle nanowear testů aplikovaných na biologické tkáně a biomateriály. Seznámení se s principy scanning probe microscopy (SPM) užívané ke zobrazení topografie povrchu a analýze drsnosti. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka, Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

31 MODULUS MAPPING - MODELOVÁNÍ ELASTICKÉHO KONTAKTU Modelování elastického kontaktu v průběhu dynamické mechanické analýzy metodou Modulus Mapping. Tvorba MKP modelu nanoindentace a aplikace naměřených dat. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka, Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

32 ZKOUMÁNÍ ANIZOTROPNÍCH VLASTNOSTÍ MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE Vliv tvaru hrot na anizotropní chování. Měření anizotropie v různých směrech pomocí nanoindentace. Konzultant (kontakt): Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka, Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

33 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 INTER A INTRAPERSONALNÍ VARIABILITA PŘI TVORBĚ KOSTERNĚ-SVALOVÝCH MODELŮ individuální 3D model svalů a kostí posouzení vlivu role hodnotitela prostředky: Matlab, OpenDX doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

34 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 FYZIOTERAPIE S VYUŽITÍM POMOCNÝCH SVALOVÝCH AKTUÁTORŮ model abdukce nohy posouzení vlivu dodatečných elastických elementů na svalovou činnost prostředky: Matlab doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

35 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 NANOMECHANIKA PÓRŮ V MEMBRÁNĚ model membránového póru určení velikosti edge energy posouzení stabilizace pomocí anizotropních komponent membrány prostředky: Java, Matlab doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

36 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MODELOVÁNÍ OTĚRU KLOUBNÍCH NÁHRAD vytvoření matematického modelu otěru kyčelní komponenty posouzení vlivu parametrů model např. velikost časového kroku doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

37 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 EXPERIMENTÁLNÍ MĚŘENÍ A MODELOVÁNÍ MĚKKÝCH TKÁNÍ Literární rešerše problematiky experimentálního měření mechanických vlastností měkkých tkání Návrh, příprava a provedení experimentálních měření Analytický (nebo MKP) model materiálu Vyhodnocení experimentálních měření Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. zdenek.horak@fs.cvut.cz

38 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MODELY A MÓDY ZATÍŽENÍ VELKÝCH KLOUBŮ Velké klouby v lidském těle jsou během života cyklicky zatěžovány v řadě pracovních módů. Stejně tak jsou během denních aktivit, ale i během života klouby zatěžovány různým spektrem velikostí silových účinků. Cílem této bakalářské práce je stanovit z dostupné literatury a provedených experimentálních měření přehled rozsahů velikosti působících sil i kinematiky u velkých kloubů lidského těla. Konzultant (kontakt): Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. FS, ČVUT v Praze Zdenek.Horak@fs.cvut.cz Ing. Miloslav Vilímek, Ph.D. FS, ČVUT v Praze miloslav.vilimek@fs.cvut.cz

39 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MECHANICKÉ VLASTNOSTI TERMOPLASTICKÝCH POLYMERŮ Příprava a realizace mechanických zkoušek vzorků polymeru Vyhodnocení výsledků zkoušek a identifikace materiálových parametrů. Konzultant (kontakt): Ing. Pavel Růžička, Ph.D. Pavel.Ruzicka@fs.cvut.cz Ing. Tomáš Bouda tomas.bouda@fs.cvut.cz

40 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 OVĚŘENÍ PLATNOSTI PŘEDPOKLADU NESTLAČITELNOSTI V MEHCANICKÉ ODEZVĚ CÉV Pomocí experimentálních metod umožňujících trojosé měření deformace ověřit, zda či v jakém rozsahu cévy během deformace skutečně zachovávají svůj objem. Tohoto předpokladu, odvozeného od vysokého obsahu vody v tkání, je hojně využíváno ve výpočtovém modelování pro usnadnění popisu deformace. Odborná literatura ale obsahuje poměrně málo experimentálních důkazů toho tvrzení. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. Lukas.Horny@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

41 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MECHANICKÉ VLASTNOSTI POLYESTEROVÉ PLETENINY PRO CÉVNÍ NÁHRADY Polyesterové pleteniny tvoří nosnou strukturu v umělých náhradách měkkých tkání. Cílem práce bude experimentálně zjistit napěťově - defromační charakteristiku pleteniny a zformulovat matematický popis jejího chování. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. Lukas.Horny@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

42 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 EXPERIMENTÁLNÍ STANOVENÍ TEPLOTNÍHO POLE UVNITŘ KOLENNÍ NÁHRADY PŘI RŮZNÝCH POHYBECH Je vysoce pravděpodobné, že lokální teplotní špičky v kontaktech kloubních náhrad negativně ovlivňují otěr a tím pádem životnost těchto náhrad. Do hry vstupuje součinitel tření, výkon disipované energie, teplotní vodivost dílů i schopnost okolí teplo odvádět. Dále samozřejmě teplotní citlivost otěrové odolnosti materiálu. Student vypracuje rešerši spojující tato témata se zaměřením na kolenní náhrady. V laboratoři biotribologie provede sérii jednoduchých experimentů na kolenním simulátoru za různých fyzikálních podmínek. Cílem práce bude tvrzení, má-li pro konkrétní typ náhrady smysl uvažovat vliv ohřevu. Ing. Jakub Kronek jakub.kronek@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

43 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 MONITORING KOROZNÍHO POTENCIÁLU PRO SLEDOVÁNÍ KVALITY POVRCHU NÁHRAD Při sledování kloubních náhrad při otěrových experimentech je v současnosti prakticky nemožné určit dobu, kdy dojde k primárnímu poškození kontaktních ploch. Titanové slitiny, ze kterých se náhrady často vyrábějí, se podobně jako hliník samo - povlakují kompaktní oxidickou vrstvou. Porušení této vrstvy je možné zachytit průběžným měřením korozního potenciálu, který se skokově změní. Bakalářská práce by měla poskytnout přibližnou korelaci mezi mírou poškození a charakterem této skokové změny. Součástí práce bude i konstrukční návrh přípravků pro připojení měřících elektrod ke kolennímu simulátoru. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. Lukas.Horny@fs.cvut.cz Konzultant (kontakt):

44 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20013/2014 ANALÝZA DEFORMACE OPTICKÝCH ČLENŮ výpočet deformace optických prvků způsobené montáží a změnou teploty vyhodnocení optických vlastností daných deformací povrchů optických členů a změnou indexu lomu, resp. napětím v optickém prvku předpokládána je numerická analýza metodou konečných prvků a následné vyhodnocení (Matlab) Konzultant (kontakt): Ing. Petr Tichý, Ph.D. Petr.Tichy@fs.cvut.cz Ing. Tomáš Bouda Tomas.Bouda@fs.cvut.cz

45 GIRKMANNŮV PROBLÉM VERIFIKACE METODY KONEČNÝCH PRVKŮ V ELASTICITĚ Girkmannův problém je v součastné době jedním z mnoha používaných testů pro verifikaci numerických metod v úlohách elastostatiky. Jeho propagátory jsou přední matematici: Prof. Szabó a Prof. Babuška. Jedná se o rotačně symetrickou úlohu betonové tenkostěnné skořepiny vyztužené robustním prstencem a zatíženou vlastní tíhou. Úkolem testu je stanovit vnitřní silové účinky v místě napojení skořepinové části do prstence a polohu a úroveň maximálního ohybového momentu ve skořepinové části. Cílem bakalářské práce je provést numerické výpočty metodou konečných prvků systémem PMD a výsledky porovnat s komerčními MKP programy. Úloha bude modelovaná jak rotačně symetrická tak i plně prostorová. Dále budou porovnány výsledky pro skořepinové konečné prvky typu semi-loof a pro lineární i kvadratické isoparametrické prvky. Přesnost a rychlost konvergence MKP výpočtu bude studována na různých hustotách výpočtové sítě. Konzultant: Ing. Jiří Plešek, CSc. plesek@it.cas.cz Ing. Radek Kolman, Ph.D. Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i. kolman@it.cas.cz

46 METODY PŘÍMÉ NUMERICKÉ INTEGRACE V METODĚ KONEČNÝCH PRVKŮ Provedení rešerše moderních numerických metod přímé integrace pohybových rovnic systémů diskretizovaných metodou konečných prvků. Analýza přesnosti a stability, numerické disperse a disipace, rychlosti konvergence a úrovni falešných oscilací pro jednotlivé numerické metody. Implementace vybraných explicitních a implicitních metod přímé numerické integrace do MKP systému PMD. Verifikace provedené implementace na vybraných numerických testech (šíření vln napětí, přechodová úloha, atd.). Praktické aplikace numerických metod. Závěr a publikace získaných výsledků Konzultant: Ing. Jiří Plešek, CSc. plesek@it.cas.cz Ing. Radek Kolman, Ph.D. Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i. kolman@it.cas.cz