Výpočtové a experimentální modelování v úlohách aplikované mechaniky a biomechaniky

SP2022/26

Fusek Martin doc. Ing., Ph.D.

01. 01. 2022 - 31. 12. 2022

Předkládaný projekt navazuje ve vybraných oblast na předchozí SGS projekt Katedry aplikované mechaniky FS VŠB-TUO. Získané zkušenosti studentů z řešení dílčích úloh projektu povedou k zvýšení jejich odborné úrovně a po úspěšném absolvování studia i k vyššímu uplatnění na trhu práce. Projekt bude zaměřen na následující výzkumné části: 1) Při vyhodnocení experimentů v plastické oblasti je zapotřebí věnovat značnou péči nejen měření samotnému, ale také způsobu vyhodnocení. Specifickými oblastmi zájmu v tomto případě bude creep a cyklická plasticita. V prvním případě bude snahou získat větší množství dat z experimentu díky optickému měření (Digital Image Correlation - DIC), v druhém případě se bude jednat o stanovení velikosti pružné oblasti při cyklickém namáhání pomocí software LabNET.Workbench 2.0. Cílem je získání informace o cyklickém zpevňování/změkčování pro daný typ namáhání při výzkumu cyklické plasticity, což pomůže při kalibraci vhodných materiálových modelů. 2) Numerická studie – analýza zbytkových napětí u procesu 3D tisku brzdového pedálu historického motocyklu značky Indián. Vyhodnocení zbytkových napětí získaných simulací 3D tisku z materiálu 316L. Analýza zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody a srovnání výsledků. 3) Návrh koncepce zkušebního zařízení pro testování Exoskeletů. Definice okrajových podmínek při zatížení a uchycení Exoskeletu v krajích polohách. Konstrukční výpočty zkušebního zařízení. 4) Předkládaný projekt se bude zaměřovat na pevnostní výpočty svarových spojů. Toto bude provedeno numericky pomocí MKP a experimentálně. 5) Testování měkkých tkání - budou provedeny experimenty. To zahrnuje sestavení metodiky testování měkké tkáně, stanovení pevnosti v závislosti na směru vzorku, stanovení přípustného štíhlostního poměru vzorku (kdy se ještě hovoří o 1D zatížení vzorku). Konstrukce nádoby z plexy skla umístěnou na současnou jednoosou trhačku (Testometrik), konstrukce silově řízených svorek na zkoušení měkkých tkání (tak aby při zúžení vzorku během experimentu nedošlo k jeho vysmeknutí). Prohloubení současné rešeršní studie zabývající se anizotropii měkké tkáně a zasazení našich nových poznatků do širšího kontextu. 6) Navrhovaný projekt se zaměřuje na návrh, modelování a testování spoje zhotoveného metodou 3D tisku. Cílem projektu je maximalizovat únosnost spoje umožňující rozebíratelné spojení dvou tenkých pásků z různých materiálu – PA12 a TPE. 7) Hydrodynamické ložisko s magneticky citlivou kapalinou je semiaktivní prvek, který umožňuje zlepšit dynamické charakteristiky rotorové soustavy během provozních stavů, ale i v důsledku působení zatížení od technologických procesů. Úkolem navrhovaného projektu je provést zkoušky, testování a následně realizovat experimentální měření na rotorové soustavě navržené členy řešitelského týmu. Fáze měření bude zaměřena na experimentální zkoumání přechodových dějů a ustálených stavů za běžných, ale i nežádoucích provozních stavů. 8) Tvorba nového typu přípravku pro testování nejen 3D tištěných kompozitních struktur. Zkušební přípravek umožní zatěžování zkušebního vzorku jednka tahovým či tlakovým zatížením a dále pak zatížením smykovým. Získaná data umožní lepší pochopení degradačních procesů kompozitních struktur.

doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D.
Ing. Pavel Kovář
Ing. Jiřina Kurjanová
Ing. Pavel Pavlíček
Ing. Michal Kořínek
Ing. Radek Vitásek
Ing. Jan Hrček
Ing. Radek Páleník
Ing. Michal Molčan
Ing. Martin Šotola
Ing. Roman Potrok
Ing. Patrik Eiba
Ing. David Schwarz
Ing. Kateřina Vlčková
Ing. Lukáš Drahorád
Ing. Matěj Kosma
Ing. Tomáš Halo
Ing. Juraj Hronček
Ing. Daniel Čepica
Ing. Martin Mánek
Bc. Štefan Kocmánek
Bc. Milan Ježek
Ing. Phu Ma Quoc
Bc. Ondřej Kušnír
Ing. Leona Tošenovjanová
Bc. David Homola
Ing. Bhuvanesh Govindaraj
Ing. Lukáš Juříček
Ing. Ondřej Vlček
Bc. Ajay Vignesh Natarajan
Chanthru Anthony Xavier Sahayam
Eng. Akshay Suresh Parab, BE
Ing. Jiří Šmach
Ing. Jana Bartecká, Ph.D.
Ing. Vojtěch Machalla
Ing. Ondřej Skoupý
Bc. Michal Adamec
Bc. Jakub Vasko
Ing. David Janiczek
Kavin Karthik Raj Jayaseelan Mangayarkarasi
Md Kowsar Alam, BSc
Ing. Pavel Horňák
Ing. Adam Růžička
Ing. Petr Lakomý
Ing. Jan Řehák
Bc. Daniel Uhlíř
Javad Rahimi
Ing. Anilraj Sudhakar
Ing. Fatih Sari
Ing. Anna Tošková

Projekt si klade za cíl uskutečnění pokusů a výpočetních simulací, které budou provedeny tak, aby bylo dosaženo kýžených výsledků.
Výstupy projektu:
5x publikované časopisecké články nebo příspěvky na konferenci uvedené v databázích WoS nebo SCOPUS,
3x odevzdaná/obhájená disertační práce,
10x odevzdané/obhájené diplomové práce,
2x funkční vzorek.
Harmonogram řešení projektu:
1. čtvrtletí 2022 – návrh a plán experimentální a výpočetní činnosti, studium odborných zdrojů,
2. čtvrtletí 2022 – příprava experimentů, tvorba výpočetních modelů,
3. čtvrtletí 2022 – realizace měření a vyhodnocení dat, realizace výpočtů,
4. čtvrtletí 2022 – diskuze výsledků, prezentace výsledků, zhodnocení projektu.