Fakulta strojní

TU v Liberci

Budova G, 4. patro - zasedací místnost

Univerzitní náměstí 1

Liberec 1

zasedací místnost 4. p.

Comparison of fatigue life predictions for the exhaust manifold simulated with different material models

Obtaining an accurate prediction of fatigue life is important in designing high temperature parts, such as the exhaust manifold. However, the automotive industry does not always have enough experimental data for the calibration of sophisticated material models. Therefore, the work focuses on the calibration of two cyclic plasticity models and two failure criteria to reveal its performance.

Calibration of the material parameters of the Johnson-Cook model using the implicit solver in LS-DYNA

The study focuses on the calibration of the Johnson-Cook constitutive model for the aluminium alloy AW 2024-T351, the nickel-based superalloy Inconel 718, and the austenitic stainless steel 316L, while accounting for the effects of temperature and strain rate. Furthermore, the size effect was studied for AW 2024-T351. The calibration of the material parameters was performed using the particle swarm optimization using the experimental data obtained from the uniaxial tensile tests. The calibrated parameters were subsequently validated using the implicit solver in LS-DYNA. Incorporating a wide range of temperatures and strain rates allows more reliable and accurate numerical simulations of the behaviour of structural components.

Strukturální výpočty vybraných zařízení kosmického projektu LISA

Projekt LISA (Laser Interferometer Space Antenna) je mezinárodní mise Evropské kosmické agentury, jejímž cílem je detekovat gravitační vlny pomocí laserového interferometru umístěného na družicích. K tomu je na optické lavici zapotřebí několik vysoce přesných opto-mechanických zařízení, které ovládá řídicí jednotka sestávající z příslušných modulů pro jednotlivá zařízení. Pro úspěch celé mise je naprosto klíčové, aby všechna zařízení přežila start rakety, a tudíž jsou na ně kladeny extrémní nároky. Cílem příspěvku je představit vybrané požadavky na zatížení a ukázat praktické postupy jejich řešení.

Coffee Break

Analýza stabilizované zlomeniny lidské pánve pomocí metody konečných prvků

V rámci této studie je vyvinut a ověřen výpočtový model lidské pánve a osteosyntézy jejích zlomenin pomocí mini-invazivních vnitřních fixátorů. Tento konečně-prvkový
model je ověřen na základě experimentálního měření na fyzikálním (syntetickém) modelu lidské pánve, který respektuje anatomické uspořádání pánevních kostí. Pozornost je věnována srovnání vybraných druhů fixačních technik používaných pro stabilizaci tříštivých zlomenin zadního segmentu a jejich aplikaci na reálnou geometrii pánevního pletence konkrétního pacienta.

Výpočtový model spinopelvické fixace tříštivé zlomeniny křížové kosti lidské pánve

Tato studie se zaměřuje na osteosyntézu nestabilních zlomenin zadního segmentu lidské pánve pomocí spinopelvických fixačních technik. Tyto mini-invazivní techniky používají ke stabilizaci pánevního pletence kovovou konstrukci, která se zavádí do kyčelních kostí a do oblasti bederní páteře. Výpočtový model pánve pacienta na bázi metody konečných prvků obsahuje kosti pánevního pletence a poslední dva bederní obratle s meziobratlovými ploténkami. V rámci této studie je vyhodnocována kvalita stabilizace zlomeniny křížové kosti na základě posuvů zlomených částí kosti při fyziologickém zatížení.

Návrh a analýza kompozitních tlakových nádob

Práce cílí na návrh, analýzu a optimalizaci navíjených kompozitních tlakových nádob zatížených kombinací vnitřního přetlaku a teplotními gradienty vznikajícími v důsledku vytvrzovacího procesu během výroby. Výpočet napjatosti v klíčových konstrukčních uzlech je založen na analytických metodách s využitím klasické laminátové teorie a síťovéteorie. Analytický popis je využit ke generování robustních datových sad, které slouží jako vstupy pro evoluční datově řízené deep-learning algoritmy, vytvářející náhradní model pro vícekriteriální optimalizaci, která hledá optimální kompromis mezi nominálním tlakem a hmotností, respektive velikostí (hloubkou) koncové kopule tlakové nádoby. Optimalizační smyčka je doplněna o monitorování kritických míst tlakové nádoby pomocí (Hoffmanových) indexů porušení, čímž je garantována dostatečná bezpečnost navržené konstrukce, která navíc může být modifikována v závislosti na charakteru řešené úlohy. Tento nový přístup konstrukce navíjených kompozitních tlakových nádob kombinující tradiční analytické metody s datově řízenými modely funguje zcela obecně a lze aplikovat na libovolné materiálové konfigurace. Navíc je to velice efektivní a rychlý nástroj, který přehledně zobrazuje klíčové parametry konstrukce, na jejichž základě lze snadno vybrat nejvhodnější řešení pro analyzovanou konstrukci.

Electrostatic Simulations in the Design of Electrodes for Nanofibres Production

The presentation discusses the application of electrostatic simulations in the design of spinning equipment for producing nanofibers. Nanofibres are very thin fibres with a diameter typically in the order of hundreds of nanometers, which are used in a number of fields, especially in filtration and medical applications. One of the most commonly used technologies is electro-spinning, which uses electrical forces induced by high voltage to create nanofibers. To design suitable shapes of spinning electrodes and their surroundings, the electrostatic field can be simulated using the finite element method. By choosing a suitable geometry, the spinning areas can be influenced, and unwanted discharges can be prevented. A special focus is on the size of the elements and the quality of the mesh, which play a significant role in the accuracy of the results.

Restaurace Wimbledon

Stanovení průhybu elastické membrány napjaté nad obdélníkovým rámem

Tato práce se zabývá problematikou určení průhybu elastické membrány při geometricky zadaných okrajových podmínkách. Při hledání analytického řešení je důležitá Poissonova rovnice a k jejímu řešení je využito variačních počtů. Celá tato problematika je popisována na křídlech letadel typu NACA 2412 a NACA 2410, které byly v minulosti konstruovány. Zároveň tato práce poukazuje na nedostatek při výrobě letadel, jelikož při ní nebývá tento průhyb započítáván. Řešení je hledáno a porovnáváno několika metodami. Provádí se v ní výpočet Galerkinovou metodou vážených reziduí a také metodou nejmenších čtverců. Tyto dvě metody jsou mezi sebou i ostatními metodami porovnány. Další z použitých metod je měření fyzicky vyrobených modelů křídel. Z dat tohoto měření je provedena lineární regrese pro nalezení funkce popisující průhyb. V této práci je také nalezeno řešení metodou konečných prvků. Všechny tyto metody jsou vzájemně porovnány pro zjištění jejich přesností a spolehlivostí.

Ovlivnění vlastních frekvencí testovací stolice

Práce se zaměřuje na optimalizaci vibračního upínacího přípravku pro automobilový HVAC systém (systém vytápění, větrání a klimatizace). Během vibračních testů nesmí přípravek ovlivňovat výsledky měření, proto je klíčové, aby v testovaných frekvencích nedocházelo k rezonanci. Pomocí metody konečných prvků byly provedeny analýzy vlastních frekvencí přípravku a na základě výsledků byly navrženy konstrukční úpravy s cílem tyto frekvence zvýšit.

Experiment and Finite Element Method validation of 3D printed flexible Voronoi structure

This study introduces a highly flexible, stochastic lattice structure based on 3D Voronoi tessellations, enabling control of foam-like cellular morphology for applications such as lightweight design, energy absorption, and acoustic insulation. The methodology integrates additive manufacturing, mechanical testing, and nonlinear finite element simulations using a visco-hyperelastic material model. Experimental compression tests validate the numerical results for relative densities. Strain responses at various deformation rates reveal heterogeneous stress during early buckling that becomes uniform near densification. Findings indicate that stochastic lattices offer smoother energy absorption, thereby enhancing the understanding and optimization of deformable lattice systems.

ceny o nejlepší příspěvek účastníků do 35 let

zasedací místnost 4. p.