HYBRIDNÍ NÁVRH DÍLŮ PRO ADITIVNÍ ZPŮSOB VÝROBY

Transkript

1 HYBRIDNÍ NÁVRH DÍLŮ PRO ADITIVNÍ ZPŮSOB VÝROBY Ondřej Vaverka ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Obhajoba projektu disertační práce,

2 OBSAH MOTIVACE PRÁCE SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ ANALÝZA A ZHODNOCENÍ POZNATKŮ VĚDECKÁ OTÁZKA CÍL DISERTAČNÍ PRÁCE METODY PRÁCE 2/12

3 MOTIVACE PRÁCE Potřeba lehkých a pevných dílů převážně v letectví a kosmonautice Topologická optimalizace + Aditivní technologie (Gebisa, 2017) 3/12

4 MOTIVACE PRÁCE Potřeba lehkých a pevných dílů převážně v letectví a kosmonautice Topologická optimalizace Objemová část + mikro-prutová struktura + Aditivní technologie (Gebisa, 2017) 4/12

5 SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ - POSTUP X 5/12

6 SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ - STRUKTURA (LKE Technical Note, 2014) (Rodrigues, 2002) (Wang, 2018) (Xiao, 2018) 6/12

7 SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ - METODA 1) GEBISA A. W., LEMU H. G., ) TANG Y., et. al., 2015 Klasický návrh 0,72 kg Hybridní návrh 0,53 kg 7/12

8 SHRNUTÍ SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ 1. Díl tvořen pouze gradientní mikro-prutovou strukturou. AlSi10Mg 2. Díl koncipován jako hybridní design. AlSi10Mg 3.? 8/12

9 ANALÝZA A ZHODNOCENÍ POZNATKŮ Současný stav: Komplikované převedení do praxe Dominance objemové optimalizace Topologická optimalizace řešená matematiky Problémy s návrhem pro aditivní technologie Manuální tvorba hybridních návrhů Bílé místo : Automatický/poloautomatický hybridní návrh Různé tvary průřezu prutů Strukturované části jako nosný/podpůrný prvek Optimální poměr struktury a objemové části 9/12

10 VĚDECKÁ OTÁZKA Vědecká otázka č. 1: Jaké průřezy prutů a jaké typy struktur jsou nejvhodnější pro jednotlivé typy namáhání? Vědecká otázka č. 2: Jaký je optimální poměr objemové a mikro-prutové části dílu z hlediska jeho tuhosti a zároveň hmotnosti? 10/12

11 CÍL DISERTAČNÍ PRÁCE HLAVNÍ CÍL Cílem je vyvinout univerzální algoritmus, který za použití metod topologické optimalizace dokáže navrhnout ideální díl kombinující objemové a mikro-prutové části. Tím se usnadní zdlouhavé navrhování hybridních dílů vyráběných aditivními technologiemi zejména pro letectví a kosmonautiku. DÍLČÍ CÍLE Experimentální stanovení omezení výroby. Vývoj a studium nosných typů struktur. Inovativní manuální návrh dílu s využitím získaných výsledků. Zobecnění a automatizace návrhového procesu použitého na díl. Ověření algoritmu na nové součásti pro kosmický průmysl. 11/12

12 POSTUP PRÁCE Současný stav poznání Původní algoritmus pro návrh od LKE Experimentální část Experimentální stanovení omezení výroby VÝSTUP Kritický úhel stavby prutu pro různé materiály. Vývoj a studium nosných typů struktur VÝSTUP Znalost vhodnosti použití různých typů struktur pro různá namáhání. Výpočtová část Inovativní manuální návrh dílu s využitím získaných výsledků VÝSTUP První fyzický demonstrátor nového přístupu k návrhu, který bude porovnáván s předchozími variantami. Programovací část Zobecnění a automatizace návrhového procesu použitého na díl VÝSTUP Univerzální algoritmus pro inovativní návrh dílů. Aplikační část Ověření algoritmu na nové součásti pro kosmický průmysl VÝSTUP Ověřený algoritmus a technologický demonstrátor. 12/12

13 DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST Ondřej Vaverka