ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ Fakulta strojní, Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20012/2013

Transkript

1 obor: Aplikovaná mechanika MODELOVÁNÍ MEZNÍCH STAVŮ TVÁRNÉHO PORUŠENÍ MATERIÁLŮ Simulace tvárného porušování materiálů konstrukcí při pomalých i rychlých zpravidla havarijních dějích Rešerše a popis matematických modelů tvárného porušení Návrh a implementace metodiky identifikace materiálových parametrů Vlastní identifikace materiálu MKP simulace tvárného porušení Porovnání s výsledky experimentu (vlastní experimenty jsou prováděny mimo DP) Vyhodnocení a formulace závěrů Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc. Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz Ing. Miloš Moravec milos.moravec@fs.cvut.cz

2 obor: Aplikovaná mechanika NÁVRH A KONSTRUKCE ZAŘÍZENÍ PRO ZKOUŠKY NÍZKOCYKLOVÉ TEPLOTNĚMECHANICKÉ ÚNAVY Zařízení je vyvíjeno v rámci pracovního balíčku WP14 Centra kompetence automobilového výzkumu Josefa Božka pro zkoušky NCTÚ skříní turbodmychadel. Podstatou je střídavý ohřev přímým průchodem elektrického proudu a ochlazení tyčového vzorku za současného zatěžování tahem a tlakem. V rámci DP se bude řešit Vývoj simulačního modelu zařízení s ohledem na řízení zátěžných cyklů Spolupráce při tvorbě řízení Praktické ověření při ladění zařízení Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc. Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz Ing. Ctirad Novotný, Ph.D. ctirad.novotny@fs.cvut.cz

3 obor: Aplikovaná mechanika MODELOVÁNÍ RÁZOVÉHO PORUŠENÍ KOMPONENT BALISTICKÉ OCHRANY Z KOMPOZITNÍCH MATERIÁLŮ Návrh způsobu modelování průrazu kompozitové desky reprezentující balistickou ochranu dopravních prostředků. Téma je součástí aktuálně realizovaného projektu. Rešerše vhodných postupů pro řešení porušení kompozitu při rázovém ději MKP Rešerše a identifikace materiálových parametrů vybraných kompozitů Tvorba a ladění modelu MKP Závěry Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc. Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz Ing. Vít Sháněl Vit.Shanel@rcmt.cvut.cz

4 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika Matematické modelování v technice VYUŽITÍ MKP PŘI ANALÝZE DYNAMICKÝCH NÁHODNÝCH PROCESŮ Z HLEDISKA ÚNAVY MATERIÁLU Využití lineárního MKP modelu k výpočtu statistické odezvy na statisticky popsaná zatížení. Alternativa k únavové analýze založené na zatěžovacích spektrech. Vhodné pro studenta s dobrým vztahem k matematice. Možnost spolupráce nebo zapojení do týmu FORMULE STUDENT/SAE. Podíl na konstrukci nové verze. Cílem je optimalizovat konkrétní díl těhlici podvozku a zajistit její pevnost a dostatečnou životnost. Rešerše přístupů ke stanovení životnosti dynamicky namáhaných konstrukcí Metodika výpočtu výkonových spektrálních hustot dynamické odezvy v programu Abaqus Identifikace a zahrnutí korelací jednotlivých buzení Stanovení četností cyklů analogicky metodě stékání deště. Vyhodnocení životnosti. Závěry Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc. Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz Ing. Jan Baněček, Ph.D. jan.banecek@fs.cvut.cz

5 obor: Aplikovaná mechanika NÁVRH A VYHODNOCENÍ DVOUOSOÉ ZKOUŠKY TERMOMECHANICKÉ ÚNAVY Rešerše problematiky zkoušek termomechanické únavy (TMF) se zaměřením na dvouosou napjatost. Rešerše problematiky deformačně-napěťové odezvy materiálu při cyklickém zatěžování (cyklická plasticita). Návrh vzorků pro dvouosou TMF zkoušku ohřívaných přímým průchodem elektrického proudu. Simulace TMF zkoušky pomocí MKP. Výpočet teplotního pole. Výpočet pole napětí a deformace. Metodika vyhodnocení e-n křivky pro dvouosou TMF únavu. Ing. Ctirad Novotný, Ph.D. Ctirad.Novotny@fs.cvut.cz doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc. Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz

6 obor: Aplikovaná mechanika MKP SIMULACE DEFORMAČNÍHO CHOVÁNÍ SENDVIČŮ S PĚNOVÝM A VOŠTINOVÝM JÁDREM Rešerše problematiky numerického modelování sendvičových struktur. Rešerše materiálových charakteristik sendvičových komponent. Modelování sendvičů MKP, srovnání variant. Vytvoření MKP modelu sendviče s pěnovým jádrem, naladění materiálových parametrů dle experimentů. Vytvoření podrobného a zjednodušeného MKP modelu sendviče s voštinovým jádrem, naladění materiálových parametrů dle experimentů. MKP modelování spojů v rámci sendvičových konstrukcí, srovnání s experimenty. Návrh metodiky pro vytváření MKP modelů sendvičů s pěnovým a voštinovým jádrem. Ing. Ctirad Novotný, Ph.D. Ctirad.Novotny@fs.cvut.cz Ing. Karel Doubrava, Ph.D. Karel.Doubrava@fs.cvut.cz

7 obor: Aplikovaná mechanika TENZOMETR Z UHLÍKOVÉHO VLÁKNA Rešerše současného stavu Návrh použití Experimentální měření Závěry Ing. Karel Doubrava, Ph.D. Karel.Doubrava@fs.cvut.cz

8 obor: Aplikovaná mechanika INSERTY V KOMPOZITECH Rešerše současného stavu Numerický model konkrétní aplikace Experimentální měření konkrétní aplikace Závěry Ing. Karel Doubrava, Ph.D. Karel.Doubrava@fs.cvut.cz

9 obor: Aplikovaná mechanika ZTRÁTA STABILITY KOMPOZITOVÉ DESKY Rešerše a popis dané problematiky Návrh numerického postupu analýzy ztráty stability Analýza ztráty stability jednovrstvé laminátové desky Analýza ztráty stability vícevrstvé laminátové desky Závěry Doc. Ing. Tomáš Mareš, Ph.D. tomas.mares@fs.cvut.cz

10 obor: Aplikovaná mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ANALÝZA VLIVU ZAKŘIVENÍ POVRCHU V MÍSTĚ VRTANÉHO OTVORU NA PŘESNOST EXPERIMENTU REALIZOVANÉHO MEZINÁRODNĚ NORMOVANOU ODVRTÁVACÍ METODOU PRO IDENTIFIKACI STAVU NAPJATOSTI 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 odvrtávací metody (ASTM standard E 837) Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP, Abaqus Formulace vlivu excentricity otvoru na přesnost odvrtávacího experimentu Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

11 obor: Aplikovaná mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ANALÝZA VLIVU KOLMOSTI VRTANÉHO OTVORU NA PŘESNOST EXPERIMENTU REALIZOVANÉHO MEZINÁRODNĚ NORMOVANOU ODVRTÁVACÍ METODOU PRO IDENTIFIKACI STAVU NAPJATOSTI 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 odvrtávací metody (ASTM standard E 837) Návrh analytických experimentů - Matlab Návrh numerických experimentů simulace v MKP, Abaqus Formulace vlivu kolmosti otvoru na přesnost odvrtávacího experimentu Závěry Ing. Karel Vítek, CSc. FS ČVUT karel.vitek@fs.cvut.cz

12 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 METODY TEORIE KRITICKÉ VZDÁLENOSTI PRO STANOVENÍ ŽIVOTNOSTI VRUBOVANÝCH TĚLES Rešerše týkající se použití metod kritické vzdálenosti (bodová, liniová, plošná, objemová). Analýza dostupných experimentálních dat vhodných pro testování Příprava elastických MKP modelů. Sestavení výpočetních úloh pro únavový řešič PragTic. Tvorba skriptů v Matlabu umožňujících automatizované zpracování MKP výsledků a topologie pro vyhodnocení danými metodami. Vyhodnocení úspěšnosti jednotlivých metod, srovnání rozdílu mezi nimi. Analýza citlivosti metod na kvalitu MKP sítě. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

13 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 VLIV STŘEDNÍHO NAPĚTÍ NA WÖHLEROVU KŘIVKU Provedení rešerše matematických modelů popisujících Wöhlerovu křivku materiálu se zohledněním střední hodnoty napětí cyklu. Popis jak celé křivky, tak změny polohy meze únavy. Vliv střední hodnoty napětí cyklu na počet kmitů na mezi únavy. Sběr experimentálních dat pro validaci jak z tak odjinud a jejich umístění do této databáze. Redukce multiaxiálních metod odhadu meze únavy při víceosém zatěžování na uniaxiální zátěžné podmínky a jejich srovnání s běžnými modely Haighova diagramu. Analýza vhodnosti jednotlivých metod se zohledněním kategorizace materiálů. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

14 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ZOHLEDNĚNÍ GRADIENTU NAPĚTÍ PŘI STANOVENÍ ŽIVOTNOSTI VRUBOVANÝCH TĚLES Rešerše týkající se použití gradientu napětí jako určujícího parametru při posuzování vrubovitosti konstrukce a jejího dopadu na životnost součásti. Analýza dostupných experimentálních dat vhodných pro testování Příprava elastických MKP modelů. Sestavení výpočetních úloh pro únavový řešič PragTic. Tvorba skriptů v Matlabu umožňujících automatizované zpracování MKP výsledků a topologie pro vyhodnocení danými metodami. Vyhodnocení úspěšnosti jednotlivých metod, srovnání rozdílu mezi nimi. Analýza citlivosti metod na kvalitu MKP sítě. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

15 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ODHAD ELASTO-PLASTICKÉ ODEZVY KONSTRUKCE Z ELASTICKÉHO MKP ŘEŠENÍ Analýza existující rešerše možných řešení. Analýza dostupných experimentálních dat vhodných pro testování Příprava elastických MKP modelů. Tvorba skriptů v Matlabu umožňujících automatizované zpracování MKP výsledků danými metodami. Vyhodnocení úspěšnosti jednotlivých metod vůči experimentálním datům, srovnání rozdílu mezi nimi. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com Ing. Slavomír Parma origon@seznam.cz

16 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ÚNAVOVÁ PREDIKCE MULTIAXIÁLNÍMI KRITÉRII V OBLASTI ČASOVANÉ ŽIVOTNOSTI Studium zvolených napěťových parametrů určených k testování: Dang Van, Crossland, McDiarmid, Findley, Papuga PCr, QCP Sběr experimentálních dat (nevrubované hladké vzorky zatěžované harmonickým zatěžováním s konstantní amplitudou) pro validaci jak z tak odjinud a jejich umístění do této databáze. Převzetí a další příprava skriptů v Matlabu umožňujících automatizované zpracování MKP výsledků danými metodami použito řešení vyhodnocující odhad hodnot časované pevnosti a nikoli časované životnosti. Vyhodnocení úspěšnosti jednotlivých metod vůči experimentálním datům, srovnání rozdílu mezi nimi, vlastní interpretace výsledné kvality predikce, případné úpravy kritérií pro dosažení lepších výsledků. Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com

17 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ZPRACOVÁNÍ ZÁTĚŽNÉ CESTY PŘI MULTIAXIÁLNÍM ZATĚŽOVÁNÍ Analýza existujících metod zpracování zátěžné cesty se zaměřením na vyhodnocení v Iljušinově deviatorickém prostoru Algoritmizace jednotlivých metod (např. Matlab, C/C++, ) Sběr vhodných experimentálních dat Vyhodnocení rozdílu metod při analytickém řešení na základě výsledků metod při použití experimentálně zjištěných výsledků Závěry Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com Ing. Martin Nesládek martin.nesladek@fs.cvut.cz

18 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 ANALYTICKÝ ROZBOR NAPĚŤOVÉHO STAVU NA ROVINĚ PŘI VNĚJŠÍM VÍCEOSÉM HARMONICKÉM A STATICKÉM ZATÍŽENÍ Matematická formulace vývoje normálového a smykového napětí na zvolené rovině daného bodu při harmonickém či statickém vnějším zatížení Redukce vztahů při jednodušších zátěžných podmínkách (čistý tah, čistá torze, dvouosé tahové zatěžování) Analytický popis vývoje parametrů střední hodnota, amplituda, nejmenší kružnice opsaná smykovému napětí na rovině Aplikace ve třech zvolených multiaxiálních kritériích, které tyto parametry používají Závěry z použití na zvolených experimentálních datech Ing. Jan Papuga, Ph.D. papuga@pragtic.com Ing. Martin Nesládek martin.nesladek@fs.cvut.cz

19 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 VÝVOJ PROGRAMOVÉHO VYBAVENÍ PRO HODNOCENÍ STATICKÉ NAPJATOSTI TLAKOVÝCH NÁDOB Rešerše týkající se metod hodnocení statické napjatosti dle používaných norem pro tlakové nádoby. Vzájemné porovnání vybraných norem Sestavení standardních testovacích úloh. Analytické hodnocení napjatosti podle vybraných norem. Vytvoření rozhraní mezi hodnotícím modulem a konečnoprvkovým systém PMD Porovnání s komerčními hodnotícími programy. Prof. M. Růžička, CSc. Milan.ruzicka@fs.cvut.cz Ing. M. Smejkal Vamet. s. r. o.

20 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 VÝVOJ PROGRAMOVÉHO VYBAVENÍ PRO HODNOCENÍ CYKLICKÉ ŽIVOTNOSTI TLAKOVÝCH NÁDOB Rešerše týkající se metod hodnocení únavového poškození dle používaných norem pro tlakové nádoby. Vzájemné porovnání vybraných norem. Sestavení standardních testovacích úloh. Analytické hodnocení napjatosti podle vybraných norem. Vytvoření rozhraní mezi hodnotícím modulem a konečnoprvkovým systém PMD Porovnání s komerčními hodnotícími programy. Prof. M. Růžička, CSc. Milan.ruzicka@fs.cvut.cz Ing. M. Smejkal Vamet. s. r. o.

21 obor: Inženýrská mechanika KORELACE MEZI VÝSLEDKY DLOUHODOBÝCH (CREEP) A KRÁTKODOBÝCH ZKOUŠEK PLASTOVÝCH DÍLU + TEORETICKÉ ZDŮVODNĚNÍ (FOKUS NA VLASTNOSTI MATERIÁLU A SVARU) Řešení ve spolupráci s firmou Robert Bosch spol. s r. o., České Budějovice. Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20010/2011 Plasty jako konstrukční materiál mají podstatně nižší dlouhodobé mechanické vlastnosti než hodnoty zjištěné z krátkodobých zkoušek. Pro bezpečné navrhování a dimenzování součástí z plastů a jejich svarů je nezbytné znát tyto charakteristiky. Komponenty palivového systému automobilu jsou namáhány především dlouhodobým přetlakem, kdy se projevuje creep a dále únavovým namáháním od pulsací tlaku v systému. K dispozici bude diplomantovi moderní vybavení laboratoře vývoje procesů, prostředky pro materiálové zkoušky, přístup k praktickým zkušenostem a know-how oddělení vývoje procesů. o Nalezení korelace mezi hodnotami z krátkodobých zkoušek (tahová, destrukce vnitřním přetlakem) a hodnotami z dlouhodobých zkoušek (creep, pulsace vnitřního tlaku). o Nalézt dlouhodobý svařovací faktor poměr dlouhodobých mechanických vlastností základního materiálu a svaru. Tyto výsledky teoreticky zdůvodnit. Doc. Ing. M. Španiel, CSc. Miroslav.spaniel@fs.cvut.cz Ing. Tereza Černohorská (RBCB/TEF3) BOSCH Gasoline Systems, RBCB/HRL1 Roberta Bosche České Budějovice

22 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20010/2011 SIMULACE ŠROUBOVÁNÍ ZÁVITO-TVÁŘECÍM ŠROUBEM DO TERMOPLASTU Řešení ve spolupráci s firmou Robert Bosch spol. s r. o., České Budějovice. Šroubová spojení plastů pomocí závito-tvářecích či závito-řezných šroubů jsou často používaná jak v automobilovém průmyslu, elektrotechnice i stavebnictví, ovšem pro predikci utahovacích momentů a pevnosti spoje se často spoléhá na vlastní zkušenosti a doporučení dodavatelů. V současné době se neustále zkracují vývojové i produkční cykly a tlak na cenu vede k používání nových materiálů. Pro tyto často nejsou ani zkušenosti ani doporučení a vyvstává potřeba simulace procesu. Pro optimální návrh šroubového spoje je potřeba rozumět vlivu procesních parametrů, designu spoje v kombinaci se spojovanými materiály na výslednou pevnost a spolehlivost spoje. Předmětem zadané práce je odezva pevnosti spoje na toleranci díry a hloubku zašroubování, stanovení ovlivněné oblasti materiálu, navrhnout optimální geometrii zahloubení pro navedení šroubu při daném tvaru šroubu. K dispozici bude diplomantovi moderní vybavení zkušebního pracoviště šroubování, SW pro simulace a výpočty (ANSYS, Matlab), prostředky pro materiálové zkoušky, přístup k praktickým zkušenostem a know-how oddělení vývoje procesů. Doc. Ing. M. Španiel, CSc. Miroslav.spaniel@fs.cvut.cz Ing. Karel Muk (RBCB/TEF33) Robert Bosch, spol. sr.o. Gasoline Systems, RBCB/HRL1 Roberta Bosche 2678, České Budějovice

23 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 20010/2011 VÝZKUM VLIVU ROVNÁNÍ OBLOUKOVÉHO PÁSU ODEBRANÉHO Z TENKOSTĚNNÉ TRUBKY NA ZMĚNU LOMOVÉ HOUŽEVNATOSTI Popis procesu rovnání rešerše lomových charakteristik materiálů Vytvoření analytického a MKP modelu Analýza deformací a napjatosti, určení faktorů int. napětí v modelových defektech Porovnání výsledků analýz s výsledky zkoušek Závěry Ing. Z. Hrubý. zbynek.hrubý@fs.cvut.cz Ing. Lubomír Gajdoš UTAM Praha gajdos@itam.cas.cz

24 obor: Inženýrská mechanika POSOUZENÍ NÍZKOCYKLOVÉ ÚNAVY U SBĚRNÉHO VÝFUKOVÉHO POTRUBÍ S OHLEDEM NA RŮZNÉ MODELY MATERIÁLOVÉHO ZPEVNĚNÍ Sběrné výfukové potrubí se řadí mezi vysoce tepelně namáhané části automobilu. Požadavek na redukci hmoty při zachování funkčnosti po daný počet zátěžných cyklů si proto vyžaduje modernější přístupy k vyhodnocení nízkocyklové únavy. Posouzení různých modelů materiálového zpevnění a jejich použitelnost s ohledem na dostupnost materiálových dat je proto klíčové pro zlepšení návrhů nízkocyklově namáhaných částí. Rešerše literatury ohledně materiálových modelů s ohledem na nízkocyklovou únavu Příprava FE modelu sběrného výfukového potrubí a částí nutných ke správnému nastavení okrajových podmínek Aplikace zátěžných stavů a provedení termomechanické analýzy Vyhodnocení nízkocyklové únavy pro různé modely materiálového zpevnění Diskuze výsledků Závěry Ing. Z. Hrubý zbynek.hrubý@fs.cvut.cz Pavel Krampera CAE/SA pavel.krampera@ricardo.com Ricardo Prague s.r.o. Prague Technical Centre, Palác Karlín, Thámova 11-13, Praha 8,

25 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 PEVNOSTNÍ NÁVRH PLASTOVÉHO KRYTU PRO MEDICINÁLNÍ KOMBINOVANÝ VENTIL Rešerše týkající se pracovních podmínek a zatížení dílu. Tvorba 3D modelu výpočtové oblasti (s využitím stávajícího krytu) Simulace průběhů napětí a deformací v závislosti na definovaných zatíženích Zpracování výsledků výpočtů, návrh řešení na úpravu krytu Zpracování technické zprávy, závěry Doc. Ing. Miroslav Španiel CSc. miroslv.spaniel@fs.cvut.cz Karel Zmek GCE s.r.o. Žižkova 381, Chotěboř karel.zmek@gcegroup.com

26 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 NÁVRH MATERIÁLU A KONSTRUKCE DOLNÍHO VŘETENA UZAVÍRACÍHO VENTILU PRO POUŽITÍ V ATMOSFÉŘE CO2 (ZVÝŠENÉ NEBEZPEČÍ KOROZE POD NAPĚTÍM) Provedení rešerše a analýzy současného stavu, rozbor prasklých vzorků Mechanické a pevnostní rozbory, stanovení příčin praskání, návrhy řešení (změna materiálu, konstrukce, ) analýzy MKP a příprava výrobní dokumentace zkušebních vzorků Výroba vzorků (s podporou GCE) Ověření účinnosti navrženého řešení na vzorcích, závěry Prof. Ing. Milan Růžička, CSc. milan.ruzicka@fs.cvut.cz Karel Zmek GCE s.r.o., Žižkova 381, Chotěboř karel.zmek@gcegroup.com

27 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 NÁVRH KOMPOZITOVÉHO TLUMIČE NÁRAZU Rešerše problematiky crashových zkoušek a výpočtů kompozitních prvků Navrhnout modelovou kompozitní strukturu pro MKP a experimentální ladění crashových zkoušek a simulací. Ve spolupráci s externí laboratoří realizovat a vyhodnotit zkoušky na padostroji Provést verifikaci MKP výpočtů statické a dynamické tuhosti s experimentem Navrhnout optimální skladbu kompozitu tlumícího prvku Ověřit výsledky na prototypu Závěry Prof. Ing. Milan Růžička, CSc. Milan.Ruzicka@fs.cvut.cz Ing. Viktor Kulíšek V.Kulisek@rcmt.cvut.cz

28 obor: Inženýrská mechanika Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 NUMERICKÁ A EXPERIMENTÁLNÍ ANALÝZA NAMÁHÁNÍ A PEVNOSTI SPOJE SENDVIČOVÉ DESKY S KOVOVOU KONSTRUKCÍ Rešerše a popis způsobů spojování kompozitních dílů s kovovou konstrukcí Návrh vybraných typů spojů pro experimentální a numerickou analýzu Zajištění výroby vzorků a zatěžovacích přípravků MKP modely vybraných typů spojů a analýza napětí pro dané zatěžování Realizace zkoušek pevnosti spojů, měření elastických deformací Porovnání měřených a vypočtených deformací, analýza pevnosti spoje Závěry Prof. Ing. Milan Růžička, CSc. Milan.Ruzicka@fs.cvut.cz Ing. Karel Doubrava, Ph.D. karel.doubrava@fs.cvut.cz

29 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Inženýrská mechanika NUMERICKÉ A EXPERIMENTÁLNÍ URČENÍ ZMĚNY TVARU KOMPOZITOVÉHO VÝLISKU Vysvětlit efekt dotvarování termoplastových výlisků po výrobě a vytvrzení Analytické metody řešení efektu dotvarování, návrh korekce lisovacích forem Tvorba programu pro teoretickou analýzu a jeho testování na experimentálních datech z výroby Experimentální měření změny tvaru pravého úhlu u výlisku při jeho ohřátí a ochlazení MKP modelování efektu dotvarování Porovnání měřených a vypočtených deformací Závěry Prof. Ing. Milan Růžička, CSc. Milan.Ruzicka@fs.cvut.cz Ing. Zdeněk Padovec zdenekpadovec@seznam.cz

30 obor: Inženýrská mechanika ZVÝŠENÍ TUHOSTI DESKY MOUNTAINBOARDU Provést měření a verifikační výpočty vlastností současných desek zadavatele Výpočtově optimalizovat poměr tuhosti k hmotnosti desky Pro optimalizaci využít data z provedených experimentálních měření Provést analýzu náhrady současně používaných skelných vláken za vlákna s vyšší tuhostí V případě potřeby optimalizovat i geometrický profil prkna vyztužovací prolisy Vyhovující varianta bude realizována s pomocí zadavatele do podoby prototypu Bude provedeno srovnávací měření na prototypu s výpočtovým modelem Závěry Prof. Ing. Milan Růžička, CSc. Milan.Ruzicka@fs.cvut.cz Ing. Viktor Kulíšek Viktor.kulisek@fs.cvut.cz Ing. Petr Blažek info@alfakite.cz

31 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje 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). Prof., Ing. František Maršík, DrSc. Ústav termomechaniky AV ČR marsik@it.cas.cz Ing. Hynek Chlup Hynek.Chlup@fs.cvut.cz

32 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje MKP OPTIMALIZACE DÍLCE LETMÉHO ULOŽENÍ SIMULÁTORU KKK ELO R2011 Seznámení se s problematikou optimalizace (výběr vhodné objektivní funkce, topologická vs. tvarová optimalizace, definice okrajových podmínek optimalizace, atd.) Sestavení MKP modelu vyšetřované sestavy Provedení topologické optimalizace ocelového dílce s cílem maximalizovat tuhost s ohledem na hmotnost dílce a z ní vyplývající setrvačné účinky při pohybu dílce. Ing. Tomáš Bouda Tomas.Bouda@fs.cvut.cz Ing. Petr Tichý, Ph.D. Petr.Tichy@fs.cvut.cz

33 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje 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

34 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje KONSTITUTIVNÍ MODELOVÁNÍ MATERIÁLŮ 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 uspokojivý popis materiálů, které se k tomuto účelu používají (především velká krytá žíla). Cílem práce bude na základě experimentu identifikovat parametry materiálového modelu. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz Konzultant: Ing. Hynek Chlup hynek.chlup@fs.cvut.cz

35 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje VLIV PERIVASKULÁRNÍ TKÁNĚ NA BIOMECHANIKU CÉV Perivaskulární tkáň bývá v naprosté většině výpočtových modelů mechanického chování (statického i dynamického) tepenné stěny ignorována. Nedávno však bylo zjištěno, že zejména při interpretaci měření rychlosti průchodu pulsní vlny v elastických tepnách, může tento postup vést ke zcela chybným závěrům. Cílem práce je hodnocení vlivu perivaskulární tkáně na biomechaniku tepen. Ing. Lukáš Horný, Ph.D. lukas.horny@fs.cvut.cz

36 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika / Biomechanika a lékařské přístroje ANALÝZA DEFORMACE OPTICKÝCH ČLENŮ PO SESTAVENÍ DO OPTO- MECHANICKÉ SESTAVY PŘÍSTROJE výpočet deformace optických prvků (čoček apod.) způsobené dotažení při montáži do podsestavy daného přístroje vliv předpětí při dotahování optického prvku na výsledné optické parametry soustavy předpokládána je numerická analýza metodou konečných prvků Ing. Tomáš Bouda Tomas.Bouda@fs.cvut.cz Ing. Petr Tichý, Ph.D. Petr.Tichy@fs.cvut.cz Ing. Jiří Vlk Meopta optika, Přerov jiri.vlk@meopta.com

37 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika / Biomechanika a lékařské přístroje ANALÝZA OPTICKÝCH A MECHANICKÝCH SOUČÁSTÍ OPTICKÉ SOUSTAVY PŘI TEPLOTNÍM ZATÍŽENÍ Analýza mechanické odezvy optické soustavy při teplotním zatížení s cílem minimalizovat porušení optických prvků vlivem zatížení od teploty předpokládána je numerická analýza metodou konečných prvků Ing. Petr Tichý, Ph.D. Petr.Tichy@fs.cvut.cz Ing. Tomáš Bouda Tomas.Bouda@fs.cvut.cz Ing. Jiří Vlk Meopta optika, Přerov jiri.vlk@meopta.com

38 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika / Biomechanika a lékařské přístroje DYNAMICKÁ MECHANICKÁ ANALÝZA Vyžití takzvané nanodma metody pro získání viskoelastických charakteristik biologické tkáně. Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D. Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

39 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika / Biomechanika a lékařské přístroje MODULUS MAPPING - MODELOVÁNÍ ELASTICKÉHO KONTAKTU Modelování elastického kontaktu v průběhu dynamické mechanické analýzy metodou Modulus Mapping. Tvorba MKP modelu nanoindentace a aplikace naměřených dat. Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D. Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

40 Technická 4, Praha 6 Akademický rok: 2012/2013 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Aplikovaná mechanika / Biomechanika a lékařské přístroje ZKOUMÁNÍ ANIZOTROPNÍCH VLASTNOSTÍ MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE Vliv tvaru hrot na anizotropní chování. Popis analytických modelů, teorie anizotropních materiálů Měření anizotropie v různých směrech pomocí nanoindentace. Verifikace materiálových parametrů Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D. Jaroslav.Lukes@fs.cvut.cz Ing. Josef Šepitka Josef.Sepitka@fs.cvut.cz

41 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje MODEL POROELASTICKÉHO MATERIÁLU vytvoření zjednodušeného popisu poroelastického materiálu verifikace pomocí metody MKP aplikace pro popis chování chrupavky prostředek: Matlab, FEBio doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

42 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje VYUŽITÍ METODY MONTE CARLO PRO OPTIMALIZACI SVALOVÉ ČINNOSTI problematika svalové redundance metoda optimalizace využití metod Monte Carlo pro řešení svalové optimalizace prostředek: Matlab, OpenSim doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

43 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje ENKAPSULACE QUANTUM DOTS V BIOLOGICKÉ MEMBRÁNĚ deformační energie biologické membrány nanobiomechanika QDs určení optimálního tvaru membrány minimalizací kontaktní energie doc. RNDr. Matej Daniel, Ph.D. matej.daniel@fs.cvut.cz

44 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje VÝPOČTOVÝ MODEL PÁNEVNÍHO DNA Literární rešerše dané problematiky Vytvoření MKP modelu pánevního dna Analýza vlivu operačních zákroků na biomechaniku pánevního dna Vyhodnocení výsledků a závěry Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. zdenek.horak@fs.cvut.cz

45 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje ANALÝZA VLIVU PROVEDENÍ OSTEOSYNTÉZY PROXIMÁLNÍHO FEMURU NA ZATÍŽENÍ KOSTNÍ TKÁNĚ Literární rešerše dané problematiky Vytvoření MKP modelu proximální strany stehenní kosti Simulace operačních zákroků a volby fixačního systému Vyhodnocení výsledků a závěry Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. zdenek.horak@fs.cvut.cz

46 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje VÝPOČTOVÁ ANALÝZA ZATÍŽENÍ KOLENNÍHO KLOUBU PO RESEKCI MĚKKÝCH TKÁNÍ Literární rešerše dané problematiky Vytvoření MKP modelu kolenního kloubu Simulace operačního zákroku a rozsahu resekce tkání Vyhodnocení výsledků a závěry Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. zdenek.horak@fs.cvut.cz

47 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje BIOMECHANICKÉ HODNOCENÍ ZATÍŽENÍ DOLNÍ ČELISTI PŘI ORTODONTICKÉ FIXACI ZUBŮ Literární rešerše dané problematiky Vytvoření MKP modelu dolní čelisti a zubního oblouku Simulace několika způsobů ortodontické fixace zubů Vyhodnocení výsledků a závěry Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. zdenek.horak@fs.cvut.cz

48 Téma DIPLOMOVÉ PRÁCE obor: Biomechanika a lékařské přístroje ANALÝZA ZATÍŽENÍ NÁHRADY METATARZOFALANGEÁLNÍHO (MTP) KLOUBU PALCE NOHY Rešerše literatury, silový rozbor Sestavení výpočetního modelu pro analýzu metodou konečných prvků a provedení výpočtů Vyhodnocení výsledků výpočtů Ing. Pavel Růžička, Ph.D. pavel.ruzicka@fs.cvut.cz