Určování elastických charakteristik vysoce-porézních materiálů s využitím impulsové excitační techniky

Abstract

Bakalářská práce se zabývá aplikací impulzně excitační techniky (IET) k určování elastických charakteristik vysoce-porézních materiálů a ověřením její praktické použitelnosti k tomuto účelu. V teoretické části je vysvětlen princip této metody spolu s argumenty pro využití mimo podmínky stanovené normou. V další části je s využitím programu ANSYS vytvořen model pěnové struktury s otevřenou pórovitostí tvořené Kelvinovými buňkami, který slouží jak pro zjištění modálních charakteristik modelu, vstupujících do vyhodnocení elastických vlastností porézního materiálu pomocí IET, tak pro simulaci standardní tahové zkoušky určující tyto homogenizované elastické charakteristiky přímým způsobem. Na výpočtovém modelu byl dále analyzován vliv porozity a velikosti buněk na jeho elastické charakteristiky. Ten se prokázal být ve shodě s teorií dle Gibsonové a Ashbyho. V závěru práce jsou konfrontovány výstupy výpočtových modelů s dostupnými, experimenty naměřenými, daty elastických vlastností různě porézních materiálů a zhodnoceny možnosti využití IET k určení těchto charakteristik. Ukázalo se, že IET správně podává informace o tuhosti modelu.

The bachelor thesis dealt with the application of pulse excitation technique (IET) to determine the elastic characteristics of highly-porous materials. The first part explained the principle of this method together with the arguments for use outside the conditions given by the standard. In the next part, a model of foam structure with open porosity based on Kelvin cell was created in ANSYS software. The influence of porosity and cell size on its elastic characteristics was determined on the model. It was showed to agree with the theory according to Gibson and Ashby. The result of the work was the evaluation of the possibility of using IET to determine these characteristics, these results were then compared with the experimental values. It turned out that the IET provides the correct information about the stiffness of the model.