Analýza prutových konstrukcí metodou konečných prvků

Bc. Dmytro KORCH

Diplomová práce

Anotace:

Tato diplomová práce se věnuje analýze prutových konstrukcí s využitím metody konečných prvků. Pro tyto účely byla odvozena matice tuhosti konečnoprvkového 1D elementu respektující současně osové, ohybové, smykové a krouticí zatížení. V programovacím jazyce Matlab byl vytvořen ucelený soubor skriptů, pomocí kterého je možné provádět numerické sestavení celkové matice tuhosti pro zjištění posuvů požadované prutové konstrukce. Pro zadávání vstupních dat a vykreslení výsledku bylo vytvořeno grafické uživatelské rozhraní. Geometrie konstrukce se definuje v rovině s materiálovými vlastnostmi odpovídající isotropnímu charakteru s možností využití efektivních tuhostí materiálu EA, EJ, GA, GJ. Vytvořený program byl verifikován díky konečnoprvkovému systému Abaqus a lze jej potencionálně dále vyvíjet pro optimalizační úlohy nebo se zaměřením na kompozitní materiály.

Abstract:

This work focuses on an analysis of bar constructions using finite element method. For this purpose was derived a matrix of stiffness of 1D finite element which respects simultaneously tensile (compressive), bending loads including of transverse shear and torsion. A comprehensive set of scripts has been created in the programming language Matlab, which can be used for numerical assembly of a stiffness matrix to determine the displacements of required bar structures. A graphical user interface has been created for entering input data and plotting the result. The geometry of the structure is defined in the plane with material properties corresponding to the isotropic character with the possibility of using effective stiffness EA, EJ, GA, GJ. The created program was verified by finite element system Abaqus and can be potentially developed with focus on composite materials or optimization tasks.

Klíčová slova

metoda konečných prvků, matice tuhosti, smyk, efektivní tuhost, kompozit, GUI, rám, konstrukce, deformace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 6. 2020

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 28. 7. 2020
• Vedoucí: Ing. Jan Krystek, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta aplikovaných věd

Magisterský studijní program / obor:
Počítačové modelování v inženýrství / Výpočty a design