Analýza použití metody "okamžitého středu otáčení" při výpočtu netypických svarů v numerickém výpočtovém modelování
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Spojování materiálu pomocí svařování je značně využívaná metoda, pro svoji rychlost, ekonomičnost a možnost automatizace. Ovšem pokud jde o návrh svarového spoje zatíženého staticky a jeho simulaci pomocí MKP, pak dochází k výskytu bodů singularit a tudíž i k irelevantním výsledkům deformací a napětí. K odstranění těchto vlivů je možné použít tzv. Metodu okamžitého středu otáčení (ICR), ta bere v potaz pouze úhly reakčních sil ze segmentů svaru. Tato práce se zabývá vlivem materiálu, použité geometrie svarové skupiny, okrajových podmínek a velikosti zatěžující síly na polohu bodu ICR a shodu s teoretickým modelem. V první části této práce je srovnávána metoda ICR s další dostupnou metodou obecného řešení svaru tzv. elastickou metodou. Jsou vymezeny jejich předpoklady a popsány jejich základní myšlenky. Druhá část řeší normativní návrh svarového spoje a analytická řešení pomocí obou metod. Následně je vytvořen numerický model, ve kterém je problém řešen pro různé materiály, geometrii, síť konečných prvků a zatížení. V poslední části práce je provedeno srovnání numericky řešené polohy s analyticky řešenou polohou bodu ICR. Byla vybrána také nejvhodnější kombinace geometrie a materiálu pro nejpřesnější výsledky.
The usage of welding for connection of two materials is common method for its speed, economy and its potential automatization. But when the statically loaded weld connection is designed and simulated using FEA, the singularity appears, so the deformation and stress can’t be presented as relevant. For elimination of this influence the Instantaneous center of rotation (ICR) method can be used. This method assess only the angles of reaction force from segments of weld. This thesis is focused on the effect of material, geometry, loads, supports and magnitude of loading force on the position of ICR. In the first part of thesis, the ICR method is compared with elastic method, which is the other potential method for weld assessment. The basics of each method are presented. For the second part, the normativ design of weld is created and assessed using both of potential methods for solution. The numercial model is created in the next step. The model is then calculated for numerous combination of materials, geometry, FE mesh and loads. Last part of this theses the results are compared between numerical and analytical solution of position of ICR. Also the best combination of geometry and material was chosen for the best results.
The usage of welding for connection of two materials is common method for its speed, economy and its potential automatization. But when the statically loaded weld connection is designed and simulated using FEA, the singularity appears, so the deformation and stress can’t be presented as relevant. For elimination of this influence the Instantaneous center of rotation (ICR) method can be used. This method assess only the angles of reaction force from segments of weld. This thesis is focused on the effect of material, geometry, loads, supports and magnitude of loading force on the position of ICR. In the first part of thesis, the ICR method is compared with elastic method, which is the other potential method for weld assessment. The basics of each method are presented. For the second part, the normativ design of weld is created and assessed using both of potential methods for solution. The numercial model is created in the next step. The model is then calculated for numerous combination of materials, geometry, FE mesh and loads. Last part of this theses the results are compared between numerical and analytical solution of position of ICR. Also the best combination of geometry and material was chosen for the best results.
Description
Citation
BABIŠTA, J. Analýza použití metody "okamžitého středu otáčení" při výpočtu netypických svarů v numerickém výpočtovém modelování [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
Ing. Lubomír Junek, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jana Horníková, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Marcián, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Lošák, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Vosynek, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2019-06-11
Defence
Diplomant prezentoval komisi svoji bakalářskou práci. Následně odpověděl na všechny otázky oponenta i dalších členů komise:
Proč jsou reakční síly ve svaru vždy kolmé ke spojnici s okamžitým středem otáčení?
Jak je volena poloha okamžitého středu otáčení?
Porovnával jste použitou metodu i s analytickým výpočtem pro jednoduchý svar?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení