Experimentální a výpočtové modelování v aplikaci na vybrané úlohy technické praxe

SP2018/63

Ličková Dagmar Ing. Mgr., Ph.D.

doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.

01. 01. 2018 - 31. 12. 2018

Projekt bude zaměřen na následující výzkumné části: Experimentální část: 1) Činnost: Realizace zkoušek mechanických vlastností pro individuálně zkoumané materiály s využitím optických metod, aplikace a vývoj konstitučních vztahů pro správný popis napěťově-deformačního chování. Posouzení aktuálně používaných postupů identifikace materiálových parametrů v nízkocyklové únavě materiálu. Stručný popis: Budou realizovány zkoušky pro tyto materiály: bezolovnaté pájky - spolupráce s firmou Continental, zkoušení za vysokých rychlostí deformace- spolupráce s firmou ABB, oceli železničního kola – spolupráce s firmou Bonatrans Bohumín, nerezová ocel 316L – návaznost na projekt GAČR ve spolupráci s TU ve Varně, vysokopevnostní materiál MS300 – spolupráce s University of Limerick v Irsku. 2) Činnost: Analýza šíření hluku se zvláštním důrazem na nízkoúrovňová měření. Stručný popis: Součástí práce bude detailní technický návrh experimentálního laboratorního zařízení pro měření hluku na zdrojích s velmi nízkou hladinou akustického výkonu. 3) Činnost: Aplikace DIC metody při měření a vyhodnocení mechanických materiálových zkoušek vybraných typů zkušebních vzorků. Stručný popis: Bude provedena série experimentů v oblasti nízkocylové a vysokocyklové únavy. Návrh přípravku pro testování zkušebních vzorků v ohybu a ohybu s vnitřním přetlakem. Realizace experimentů v oblasti vysokocyklové únavy materiálů. 4) Činnost: Experimentální ověření vybraných numerických metod, zaměřených na modální analýzu Lambových vln v případě přítomnosti vady v dané struktuře. Stručný popis: Předmětem řešení je inkorporace numerických simulací pro účely predikce pole napětí a deformací v okolí vybraných typů diskontinuit. Výsledky těchto simulací poslouží ke stanovení komplexních amplitud přítomných módů Lambových vln s využitím modální dekompozice těchto polí. Dosažené výsledky budou posléze experimentálně ověřeny na zvoleném typu vady. 5) Činnost: Výroba, montáž a ověření biomedicínských nástrojů a přístrojů. Stručný popis: Vývoj, návrh, pevnostní kontrola a výroba biomechanického a medicínského vybavení. Při numerických simulacích bude používána metoda konečných prvků, modely budou vytvořeny na základě biomedicínských dat ze zobrazovacích technik používaných ve zdravotnictví - angio, CT, MR. Za účelem kvalitního zpracování těchto dat, bude zakoupena nástavba pro SW Space Claim. Výpočetní část: 1) Činnost: Problematika modelování textilního anizotropního kontinua v interakci s kapalinou. Stručný popis: Metodika bude studována na problému chování textilních vaků, naplněných kapalinou. 2) Činnost: Návrh testovacích rotorových soustav a sestavení jejich výpočtových modelů. Stručný popis: Bude realizováno sestavení počítačových algoritmů a programů, realizace počítačových simulací a vyhodnocování výsledků, vypracování metodiky pro hodnocení energetických ztrát v ložiskách rotorů a její experimentální testování. 3) Činnost: Vyhodnocení a publikace výsledků experimentálního a numerického řešení v biomechanice zevní a vnitřní fixace. Stručný popis: Dokončení disertační práce Biomechanika – Zevní a vnitřní fixátory pro léčbu různých typů komplikovaných zlomenin kosti. Dokončení disertační práce na téma Biomechanika - Osteosyntéza zlomenin calcanea. Vývoj, návrh, pevnostní kontrola a výroba biomechanického a medicínského vybavení. 4) Činnost: Návrh pružného připojení ozubeného věnce rotační sušicí pece. Stručný popis: V provozu rotační sušicí pece na hnojiva v podniku Duslo Šala, dochází k praskání svarových spojů uvedených pružných členů v místě připojení na buben. Cílem počítačových simulací bude navrhnout nové připojení s cílem výrazně zmenšit maximální napětí ve svaru. Po návrhu zkontrolovat tento svarový spoj na únavu. 5) Činnost: Vnitřní schodiště patrového železničního vozu. Stručný popis: Jedná se o optimalizaci návrhu schodiště pro patrový železniční vůz. Cílem opravy návrhu je využití moderních materiálů a navržení vyztužení a umístění podpor schodiště s cílem minimalizace hmotnosti a maximalizace prostoru pod schodištěm. 6) Činnost: Únavová analýza tělesa armatury dle norem pro jaderné zařízení. Stručný popis: Provést analýzu armatury s využitím numerického modelování a srovnání výsledků s normovanými výpočetnímy postupy a dále pak s výsledky získanými z experimentů. Cílem je optimalizovat výpočetní postupy vhodné pro design nových prvků. Získané teoretické i praktické znalosti a zkušenosti studentů z řešení dílčích, výše popsaných, úloh projektu povedou ke zvýšení jejich odborné úrovně a po úspěšném absolvování studia i k lepšímu uplatnění na trhu práce. Témata zpracovávaných diplomových prací: Návrh zadní zábrany proti podjetí na rámu vozidel Tatra Analýza ocelové nádrže pro uskladnění vody Analýza vlivu křivosti tepny na napjatost v aterosklerotickém plátu Návrh metodiky vyhodnocování signálů nespojité akustické emise Optimalizace počítačového modelování porušení držáku světlometu při statickém testu pomocí SW LS-DYNA Optimalizace nosného projektorového rámu světlometu Pevnostní ověření krytu střechy železničního vozu Biomechanika - Implantáty v traumatologii a ortopedii Vnitřní schodiště patrového železničního vozu Únavová analýza tělesa armatury dle norem pro jaderné zařízení

Mgr. Magda Štěpánová
Ing. Luboš Pečenka, Ph.D.
Ing. Jana Bartecká, Ph.D.
Ing. Michal Kováčik, Ph.D.
Ing. Vojtěch Bajtek
Ing. Radomír Bělík, Ph.D.
Ing. Martin Maťas
Ing. František Sejda
Ing. Martin Nevřela
Ing. Lukáš Horňáček, Ph.D.
Ing. Rostislav Čech
Ing. Zbyněk Paška, Ph.D.
Ing. Jakub Cienciala
Ing. Jiří Šmach, Ph.D.
Ing. Petr Gál
Ing. Daniel Antoš, Ph.D.
Ing. Pavel Hajdík
Ing. Vojtěch Machalla
Ing. Pavel Kovář
Ing. Anilraj Sudhakar
Ing. Tomáš Kmínek
Ing. Pavel Pavlíček
Ing. Michal Kořínek
Bc. Ing. Robert Mališ
Ing. Jan Slovík
Bc. Filip Lužný
Ing. Radek Vitásek
Bc. Jaroslav Helštýn
Bc. Michal Krmášek
Ing. Marek Konečný
Bc. Ondřej Hurník
Bc. Petr Matějů
Ing. Vojtěch Řepa
Ing. Lukáš Hertl
Ing. Jan Hrček
Ing. Ondřej Skoupý
Bc. Jan Chrobok
Bc. Pavel Pergler
Ing. Radek Páleník
Bc. David Bolek
Ing. Michal Molčan
Ing. Daniel Rohel
Ing. Petr Zondlak
Ing. Fatih Sari
Bc. David Stareczek
Ing. Yasin Batiha
Bc. Martin Šrámek
Ing. Martin Šotola, Ph.D.
Bc. Timotej Naglák
Ing. Jakub Trušina
Bc. Adam Komínek
Ing. Marek Týn
Bc. Dominik Šťastný
Bc. Jakub Pavelek
Ing. David Krzikalla
Ing. David Schwarz
Ing. David Rybanský, Ph.D.
Ing. Jan Petzuch
Ing. Kateřina Vlčková
Venkatesh Nagarajan Kamaladevi
Sinan Polat
Kishore Ragav Poorna Chandran
Avinash Musiri Ramalingam Pillai Baskar
Ing. Tomáš Novotný
Jorge Alberto Rodríguez García
Abdulaziz Mubarak M Almubarak
Ahmad Ghadyyr D Alshammari
Tariq Abdulaziz A Aldabash
Abdulaziz Suliman H Alawaji
Ali Khalid A Alsaif
Mutaz Fawzi M Sindi
Ing. Bhuvanesh Govindaraj
Prabhakaran Varudharajaperumal
James Akshay Nicholas Rajkumar Arokiaraj
Balaji Ramdas
Arvind Murali
Sowmiya Duraimurugan
Dhanishkumar Loganadaneejil
Ing. Alexandros Markopoulos, Ph.D.
prof. Ing. Radim Halama, Ph.D.
doc. Ing. Zdeněk Poruba, Ph.D.
doc. Ing. František Fojtík, Ph.D.
Ing. Petr Ferfecki, Ph.D.
prof. Ing. Petr Horyl, CSc., dr.h.c.
Ing. Milada Hlaváčková, Ph.D.
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc.
doc. Ing. Jiří Podešva, Ph.D.
Mgr.Ing. Alena Bilošová, Ph.D.
Ing. Jaroslav Rojíček, Ph.D.
prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng.
Ing. Michal Weisz, Ph.D.
doc. Ing. Michal Šofer, Ph.D.
doc. Ing. Pavel Maršálek, Ph.D.
doc. Ing. Stanislav Polzer, Ph.D.
Ing. Mgr. Dagmar Ličková, Ph.D.
doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.

Cílem tohoto projektu realizace experimentů a výpočetních simulací vedoucí k dosažení popsaných cílů, které se zaměřují na oblasti biomechaniky, únavy a dalších problémů technické praxe.

Jako výstupy projektu v souladu s metodikou RVVI se předpokládají:
- 4 odeslané časopisecké články nebo příspěvky na konferenci uvedené v databázích WoS nebo SCOPUS
- 4 odevzdané/obhájené disertační práce;
- 10 odevzdaných/obhájených diplomových prací;

Harmonogram řešení projektu:
jaro 2018 – návrh a plán experimentální a výpočetní činnosti, studium odborných zdrojů.
léto 2018 – příprava experimentů, tvorba výpočetních modelů.
podzim 2018 – realizace měření a vyhodnocení dat, realizace výpočtů.
zima 2018 – diskuze výsledků, prezentace výsledků, zhodnocení projektu.