Modelování a identifikace materiálových a stavových parametrů rychlých rázových dějů

Pavel Maršálek

Doctoral thesis

Modelling and Identifying Material and State Factors of Dynamic Impact Processes

Abstract:

Disertační práce se zabývá počítačovým modelováním náročných dynamických testů vlakových sedadel. V první části textu je provedena identifikace materiálových a stavových parametrů, které výrazně ovlivňují certifikační proces sedadel. Na základě zjištěných parametrů jsou realizovány příslušné materiálové testy, testy smykového tření a zejména návrh metodiky testování únosnosti svarových spojů. Dále je vytvořen detailní počítačový model dynamických testů, který je odladěn a ověřen pomocí výsledků získaných sérií laboratorních testů. Pozornost je věnována efektivnímu řešení úlohy a její škálovatelnosti na superpočítačích. V rámci práce jsou provedeny parametrické studie vlivu rozteče mezi řadami sedadel a analýza vlivu zrychlení na kritéria poranění cestujících charakterizující jejich bezpečnost. V závěru je navrženo zcela původní kombinované kritérium poranění, pomocí kterého lze posuzovat míru bezpečnosti mezi různými typy sedadel. Tato komplexní práce řeší problémy technické praxe, a to certifikace jednoho dálkového a dvou regionálních sedadel včetně implementace sklopného stolku. V rámci řešení problematiky práce jsou rovněž vytvořeny původní procedury objektivně vyhodnocující kritéria poranění získaná počítačovým modelováním dynamických testů.

Abstract:

The subject of the dissertation thesis is computer modelling of demanding dynamic tests of railway seats. The identification of material and state factors that significantly affect the seat certification process is presented in the first chapter of the work. On the basis of the identified factors, the relevant material tests, shear friction tests, and especially spot weld tests are performed. Furthermore, the detailed computer model of dynamic tests is developed, debugged, and verified using the results of a series of laboratory tests. Attention is also paid to the efficient solution of the task and its scalability on supercomputers. In this work, the seat pitch and the acceleration influence on passengers safety are studied and analysed using the parametric studies. Finally, the original combined injury criterion is defined to measure the level of safety among many various seat types. This complex work solves problems of the technical practice, namely the certification of two regional and one long-distance seat, including the implementation of a foldable table. The validated procedures are developed to objectively evaluate the injury criteria obtained by computer modelling of dynamic tests.

Keywords

modelování, dynamických, testů, vlakové, sedadlo, paramtery, MKP, kritérium, poranění, certifikace, integrita, ráz

Keywords

modelling, dynamic, test, railway, seat, factor, FEM, criterion, injury, certification, integrity, impact

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 1. 2018

Thesis defence

• Date of defence: 14. 3. 2018
• Supervisor: Petr Horyl
• Reader: Roland Jančo, Zdeněk Florian, Alžbeta Sapietová

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Aplikovaná mechanika