Modelování hliníkových pěn

René Souček

Diplomová práce

Aluminium Foams Structural Modeling

Anotace:

Diplomová práce se zabývá detailním modelováním hliníkové pěny s uzavřenými póry, konkrétně simulací modální analýzy a tříbodového ohybu vybraného vzorku obdélníkového vnějšího tvaru. Cílem práce je navrhnou detailní numerický model, který je schopen predikovat výsledky výše popsaných experimentů. Práce je rozdělena do 3 hlavních částí. V~první části je provedena rešerše hliníkových pěn zabývající se jejich výrobou a dosavadním možnostem modelování. Druhá část práce prezentuje metody řešení a jejich aplikaci vedoucí k navržení detailního numerického modelu. Tato nosná část práce obsahuje zpracování obrazu snímků získaných z rentgenové výpočetní tomografie, sestavení geometrického modelu vzorku, experiment modální analýzy, sestavení numerického modelu modální analýzy, zkoušku tříbodovým ohybem a sestavení numerického modelu pro tříbodový ohyb. V třetí části jsou prezentovány výsledky dvou navržených numerických modelů a je porovnána shoda dosažená s dílčími experimenty. Výsledky práce je možné využít pro zkoumání vybraných vlastností různých strojních součástí vyrobených z hliníkových pěn.

Abstract:

The master's thesis deals with detailed modelling of a closed cell aluminium foam, particularly modal analysis and three-point flexural test simulation of a chosen specimen of rectangular outer shape. The aim of this thesis is to design a detailed numerical model capable of predicting the results of the experiments described above. The thesis is divided into three main parts. A research about aluminium foams, their manufacturing and existing modeling options was conducted in the first part. The second part presents the solution methods and their application leading to designing a detailed numerical model. This bearing part of the thesis contains image processing obtained from X-ray computed tomography, assembling a geometrical model of the specimen, experimental modal analysis, assembling a numerical model for modal analysis, three-point flexural test and assembling a numerical model for three-point flexural test. The third part presents the results of two proposed numerical models and a comparison of achieved conformity with individual experiments. The obtained results can be used for research of particular properties of various machine parts made from aluminium foams.

Klíčová slova

Hliníková pěna, zpracování obrazu, výpočetní tomografie, numerický model, modální analýza, analýza tuhosti

Keywords

Aluminium foam, image processing, computed tomography, numerical model, modal analysis, stiffness analysis

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 13. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 3. 6. 2024
• Vedoucí: Pavel Maršálek
• Oponent: Zdeněk Poruba

VŠB – Technická univerzita Ostrava

Fakulta strojní

Magisterský studijní program:
Aplikovaná mechanika