diplomová práce

Výpočtový model dynamického zatěžování mikro-prutové struktury vyrobené technologií Selective Laser Melting

Text práce 4.78 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Červinek, Ph.D.

Ak. rok: 2017/2018

Vedoucí: Ing. Radek Vrána, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D.

Abstrakt:

V současnosti se pro tlumení velkých rázů mechanické energie v dopravním průmyslu využívají především absorbéry ze speciálních profilů. Pro vysoce specializované aplikace je vhodné využít komponenty, které jsou přesně navrženy pro cílený druh deformace. Příkladem těchto dílů jsou průmyslově vyráběné kovové pěny nebo mikro-prutové struktury vyráběné technologií SLM. Tato práce se zabývá predikcí nízko-rychlostního dynamického zatěžování BCC mikro-prutové struktury vyrobené z hliníkové slitiny AlSi10Mg technologií SLM (SLM 280HL). Pro tento účel byla vytvořena dynamická MKP úloha mikro-prutové struktury, která byla doplněna o model materiálu struktury BCC, který byl získán na základě mechanického testování. Reálná geometrie testovaných vzorků, získaná na základě optického měření (Atos Triple Scan III), byla dále implementována do výpočtového modelu. Experiment dynamického zatěžování BCC struktury byl proveden na pádovém testeru. Chování strukturovaného materiálu při pádovém testu bylo popsáno průběhem deformace a sil reakce v čase. Pro plošné zatěžování dynamické MKP simulace a experimentu bylo dosaženo porovnatelných výsledků. Zahrnutí výrobních fenoménů v simulaci vedlo ke zvýšení přesnosti a shody s experimentem. Tím byl vytvořen nástroj pro testování vlivu změny geometrie na mechanické vlastnosti. Pro dosažení přesnějších výsledků u zatížení průrazem je třeba modifikovat model materiálu o reálné přetvoření materiálu v místě porušení testovacích těles.

Klíčová slova:

Selective laser melting (SLM), pádový test, příhradová konstrukce, metoda konečných prvků (MKP), mechanické testování, BCC struktura

Termín obhajoby

18.06.2018

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Konstrukční inženýrství (M-KSI)

Složení komise

prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Marián Dzimko, CSc. (člen)
prof. Dr. Ing. Tomáš Vampola (člen)
prof. Ing. Jan Vimmr, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. (člen)
Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Radek Vrána, Ph.D.

Práce se zabývá numerickým modelováním deformace strukturovaného materiálu vyrobeného technologií SLM při dynamickém zatěžování. Student v průběhu řešení diplomové práce pracoval velmi aktivně a prokázal znalosti z oblastí aditivních technologií, MKP, mechaniky a optické digitalizace. Práce je na velmi vysoké úrovni a její výsledky budou publikovány v impaktovaném časopise. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou A - výborně.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A
Zobrazit více

Známka navržená vedoucím: A

Práce je velmi zajímavá, velmi dobře navazuje na předcházející výzkum na ústavu. Za přínosné považuji především zjištění, že drobné odchylky v geometrii způsobené stavbou vzorků významně ovlivňují shodu výsledků simulace a experimentu. Trochu více by mohly být diskutovány důvody rozdílné úrovně shody výsledků simulace a experimentu u vzorků zatížených plošně a průrazným indentorem.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. Popište přístupy k hodnocení spolehlivosti výsledků simulace a jejich shody s experimentálním měřením.
Zobrazit více

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová