ÄeskÃ© vysokÃ© uÄenÃ technickÃ© - Ãstav mechaniky, biomechaniky a ...

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ 

Fakulta strojní, Ústav mechaniky, biomechaniky a mechatroniky 

Technická 4, 166 07 Praha 6 Akademický rok: 20011/2012 

Téma BAKALÁŘSKÉ PRÁCE 

obor: Aplikovaná mechanika pro bakaláře 

Název tématu: 

MĚŘENÍ DEFORMACÍ A STAVU PORUŠENÍ POMOCÍ OPTICKÝCH VLÁKEN 

Popis problematiky: 

Provést rešerši měření deformací pomocí optických vláken 

Navrhnout a realizovat experiment pro testování možnosti identifikace porušování 

konstrukce pomocí optických vláken. 

Porovnat optická měření s výsledky jiných typů snímačů 

Ověřit výsledky na prototypu součásti 

Závěry 

Vedoucí bakalářské práce: 

Konzultant (kontakt): 

Prof. Ing. Milan Růžička, CSc 

Milan.Ruzicka@fs.cvut.cz 

Ing. Milan Dvořák, FS ČVUT v Praze 

milan.dvorak@fs.cvut.cz




ÚNAVOVÉ VLASTNOSTI OPTICKÉHO VLÁKNOVÉHO SNÍMAČE 


Rešerše problematiky únavových vlastností optických vláknových snímačů 

integrovaných do kompozitu a instalovaných na povrch dílu 

Návrh zkušebních těles 

Účast na výrobě zkušebních těles s optickým vláknem 

Realizace experimentů, návrh skriptu pro zpracování měřícího signálu z více 

nesynchronizovaných měřících zařízení 

Vyhodnocení experimentů, závěry 





Ing. Milan Dvořák., FS ČVUT v Praze 

Milan.Dvorak@fs.cvut.cz




MĚŘENÍ A VÝPOČTOVÝ MODEL SNOWBOARDU 


Provést rešerši mechaniky snowboardové jízdy a konstrukce prken 

Navrhnout výpočtový model snowboardu 

Provést měření statické a dynamické tuhosti dodaných vzorků 

Navrhnout vylepšenou skladbu kompozitu s tlumící vrstvou pro reálné 

závodní snowboardové prkno 

Ověřit výsledky na prototypu prkna 

Závěry 





Ing. Viktor Kulíšek, FS ČVUT v Praze 

V.Kulisek@rcmt.cvut.cz 

Mgr. David Bakeš 

Baki.info@seznam.cz




VYHODNOCENÍ ÚNAVY SVAROVÝCH SPOJŮ Z VYSOKOPEVNOSTNÍCH OCELÍ 


Provést rešerši metod pro výpočty životnosti svarů tenkostěnných 

konstrukcí 

Zpracovat dodané výsledky únavových zkoušek svar. spojů 

Navrhnout postup kontroly (výpočtu spojů) 

Verifikovat výpočtové modely s výsledky zkoušek 

Závěry 





Ing. Maléř, Moravan




VÝZKUM VLIVU INTEGROVANÉHO OPTICKÉHO VLÁKNA NA VLASTNOSTI 

KOMPOZITU 


Rešerše problematiky integrace optického vlákna do kompozitu 

Návrh zkušebních těles 

Účast na výrobě zkušebních těles s optickým vláknem 

Realizace a vyhodnocení experimentů 

Modelování vlivu vlákna na napjatost ve struktuře kompozitu pomocí MKP 

Porovnání experimentu a výpočtů, závěry 





Ing. Milan Dvořák., FS ČVUT v Praze 

Milan.Dvorak@fs.cvut.cz




ŘEŠENÍ ZTRÁTY STABILITY KONSTRUKCÍ MKP 


Vymezení pojmů stabilita a hroucení rešerše aplikací MKP na stanovení 

kritických zatížení 

Aplikace Eulerova přístupu na tyče a skořepiny, porovnání s analytickým 

řešením 

Modelování hroucení v elastickém stavu MKP. 

Vliv imperfekt 

Vyhodnocení a formulace závěrů 


Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc 

Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz




ŘEŠENÍ KONTAKTNÍCH ÚLOH MKP 


Klasifikace kontaktních interakcí poddajných těles s ohledem na jejich 

modelování. 

Bodový kontakt poddajných těles – Hertzova teorie, analytická řešení 

Modelování bodového kontaktu MKP, studie vlivu typu elementů, hustoty a 

charakteru MKP sítě 

Srovnání analytického a MKP řešení 

Vyhodnocení a formulace závěrů 

Vedoucí bakalřské práce: 

Doc. Ing. Miroslav Španiel, CSc 

Miroslav.Spaniel@fs.cvut.cz




MODEL ZÁTĚŽOVACÍ STAVEBNICE 


Popsat stavebnici pro zkoušky konstrukcí 

Vytvořit MKP model jednotlivých prvků stavebnice s možností parametrizace 

Sestavení modelu dle reálné zkoušky a určení tuhostních a modálních 

parametrů 

Srovnání s reálným experimentem 

Závěr 


Ing. Karel Doubrava, Ph.D. 

karel.doubrava@fs.cvut.cz




SIMULACE SVALOVÉ ČINNOSTI ŽVÝKACÍCH SVALŮ 


Bakalářská práce je výpočetního charakteru. Student se seznámí s možnostmi 

modelování činnosti kosterního svalu a výpočtem produkce svalové síly. 

Studentovým úkolem bude vytvořit model skloubení lebky s dolní čelistí, tak 

aby vyhovoval změřeným kinematickým parametrům, a byl následně využeit k 

výpočtu svalových sil a reakčních sil v temporo mandibulárním kloubu v 

průběhu žvýkání. Student bude moci využívat simulační software pro 

modelování simulace svalově kosterního systému SIMM a OpenSim. 


Ing. Miloslav Vilímek, Ph.D. 

miloslav.vilimek@fs.cvut.cz




SIMULACE ČINNOSTI SVALŮ CHODIDLA 


Bakalářská práce má výpočetně experimentální charakter. Student se seznámí s 

možnostmi modelování činnosti kosterního svalu a výpočtem produkce svalové 

síly. Studentovým úkolem bude vytvořit model nožní klenby za účelem 

modelování změny jejího tvaru v průběhu postupného kontaktu s podložkou, a 

najít možnosti ovlivnění tohoto tvaru. Student bude moci využívat simulační 

software pro modelování simulace svalově kosterního systému SIMM a 

OpenSim a veškerá zařízení a software pracoviště. 


Ing. Miloslav Vilímek, Ph.D. 

miloslav.vilimek@fs.cvut.cz




VÝVOJ A TESTOVÁNÍ LOKOMOČNÍCH POMŮCEK 


Zadavatelem této bakalářské práce je firma ERILENS s.r.o., jejímž cílem je vývoj, 

inovace a provedení experimentálního testování různých lokomočních 

pomůcek (berle, vycházkové hole atd.). Po úspěšném dokončení práce bude 

studentu vyplacena zadavatelem práce odměna 5 000,-. 


Ing. Zdeněk Horák, Ph.D. 

zdenek.horak@fs.cvut.cz




STANOVENÍ EFEKTIVNÍHO SOUČINITELE TŘENÍ U KOLENNÍ KLOUBNÍ NÁHRADY 



Ing. Bc. Lukáš Franta 

lukas.franta@fs.cvut.cz




HODNOCENÍ ŽIVOTNOSTI CYKLICKY NAMÁHANÝCH SOUČÁSTÍ S VYUŽITÍM 

MKP VÝSLEDKŮ 


Provést rešerši výpočetních postupů v dané oblasti. 

Vybraný postup aplikovat při hodnocení únavových vlastností jednoduché 

konstrukce na základě MKP výpočtů. 

Provést citlivostní analýzu vybraných vstupních parametrů majících vliv na 

únavovou životnost (hustota MKP sítě, způsob zpracování MKP výsledků 

atd.). 

Poznatky a závěry. 



Ing. Josef Jurenka Ing. Josef Jurenka 

josef.jurenka@fs.cvut.cz 

Ing. Zbyněk Hrubý, FS ČVUT v Praze 

zbynek.hruby@fs.cvut.cz




METODIKA DIMENZOVÁNÍ CYKLICKY NAMÁHANÝCH SOUČÁSTÍ NA 

NEKONEČNOU ŽIVOTNOST 


Provést rešerši výpočetních postupů. 

Vybraný postup aplikovat při optimalizaci únavových vlastností jednoduché 

konstrukce. 

Optimalizační smyčku vyřešit pomocí programu MatLab. 

Poznatky a závěry 



Ing. Zbyněk Hrubý, FS ČVUT v Praze 

zbynek.hruby@fs.cvut.cz 

Ing. Josef Jurenka, FS ČVUT v Praze 

josef.jurenka@fs.cvut.cz

Téma bakalářské DP 

obor: Aplikovaná mechanika 


Rozbor nádoby krystalizátoru z hlediska tvaru a zatížení 


Nádoba je složena z rotačně symetrických částí různé geometrie. Naznačit 

řešení napjatosti jednotlivých částí. Uvažování optimálního uložení 


Konzultant specialista: 

Prof. Ing. Stanislav Holý, CSc. 

Stanislav.Holy@fs.cvut.cz 

Ing. Vladimír Hrabánek, CSc., IHS Praha 

vhrabanek@iol.cz




MECHANICKÉ VLASTNOSTI BIOLOGICKÉ CHLOPENNÍ NÁHRADY 


Cílem práce je porovnat mechanické vlastnosti osrdečníku a z osrdečníku, 

metodami tkáňového inženýrství, připravené chlopenní náhrady. Práce bude 

zahrnovat provedení mechanických zkoušek a jejich vyhodnocení. 



Ing. Lukáš Horný 

lukas.horny@fs.cvut.cz 

Ing. Hynek Chlup 

hynek.chlup@fs.cvut.cz




MECHANICKÉ VLASTNOSTI TRUBICE Z NITINOL-SILIKONOVÉHO KOMPOZITU 


Cílem práce je vyhodnotit vliv vyztužení elastomerní matrice NiTinolovým 

drátem zejména s ohledem na uplatnění pseudoelasticity materiálu s tvarovou 

pamětí. Práce bude zahrnovat provedení mechanických zkoušek a jejich 

vyhodnocení. 



Ing. Lukáš Horný 

lukas.horny@fs.cvut.cz 

Ing. Hynek Chlup 

hynek.chlup@fs.cvut.cz




Isogeometrická analýza křivých prutů a rámů 


Moderní přístup ve výpočtové mechanice je isogeometrická analýza, kde 

tvarové funkce v MKP diskretizaci jsou založeny na různých typech splinů, např. 

B-splinů, NURBS, T-splinů a mnoho dalších. Tento přístup zaručuje přesný popis 

geometrie sledované oblasti a dále pole neznámých veličin (např. pole posuvů) 

je vyjádřeno stejný způsobem jako geometrie tělesa. Přínosem této prostorové 

aproximace je spojité pole řešení. Cílem diplomové práce je použití 

isogeometrické analýzy pro elastostatické výpočty křivých prutů a rámů. Dále 

bude sledována přesnost a rychlost konvergence výpočtu deformace a vnitřních 

silových účinků. Velká pozornost bude věnována aproximaci okrajových 

podmínek a to hlavně aproximaci spojitého silového zatížení prutů a rámů. 

Další možností využití isogeometrické analýzy je analýza mezních stavů a to pro 

detekci poloh plastických kloubů. 


Konzultant: 

Ing. Jiří Plešek, Ph.D. 

plesek@it.cas.cz 

Ing. Radek Kolman, Ph.D. 

kolman@it.cas.cz




Pre/post processing isogeometrické analýzy 


Moderní přístup ve výpočtové mechanice je isogeometrická analýza, kde 

tvarové funkce v MKP diskretizaci jsou založeny na různých typech splinů, např. 

B-splinů, NURBS, T-splinů a mnoho dalších. Tento přístup zaručuje přesný popis 

geometrie sledované oblasti a dále pole neznámých veličin (např. pole posuvů) 

je vyjádřeno stejný způsobem jako geometrie tělesa. Přínosem této prostorové 

aproximace je spojité pole řešení. Velkou problematikou této numerické 

strategie je neexistence komerčního grafického prostředí pro pre/post 

processing. Cílem bakalářské práce bude vytvoření grafického prostředí pro 

pre/post processing isogeometrické analýzy pro úlohy elastostatiky a 

elastodynamiky. 


Konzultant: 




kolman@it.cas.cz




GIRKMANNŮV PROBLÉM – VERIFIKACE METODY KONEČNÝCH PRVKŮ 

V ELASTICITĚ 


Girkmannův problém je v součastné době jedním z mnoha často používaných 

testů pro verifikaci numerických metod pro úlohy elasticity. Jeho propagátorem 

jsou Prof. Szabó a Prof. Babuška. Jedná se o rotačně symetrickou úlohu 

betonové tenkostěnné skořepiny vyztužené robustním prstencem a zatížené 

vlastní tíhou. Úkolem testu je stanovit vnitřní silové účinky v místě napojení 

skořepinové části do prstence, polohu a velikost maximálního ohybového 

momentu ve skořepinové části. Cílem bakalářské práce je provést numerické 

výpočty metodou konečných prvků systémem PMD. Úloha bude modelovaná 

jak rotačně symetrická tak i plně prostorová. Dále budou porovnány výsledky 

pro skořepinové konečné prvky typu semi-loof a pro isoparametrické konečné 

prvky. Přesnost a rychlost konvergence MKP výpočtu bude studována pro různé 

hustoty konečně prvkové sítě. 


Konzultant: 




kolman@it.cas.cz




ZTRÁTA STABILITY PRUTŮ PROMĚNNÉHO PRŮŘEZU 


Provést rešerši problemataky 

Analyzovat několik typů prutů 

Závěry 



Doc. Ing. Tomáš Mareš,Ph.D. 

tomas.mares@fs.cvut.cz 

Ing. Lukáš Jiran 

Lukas.jiran@fs.cvut.cz




EXPERIMENTÁLNÍ MĚŘENÍ VISKO-PLASTICKÉHO TOKU 

VYSOKOMOLEKULÁRNÍHO POLYETYLENEU PRO ORTOPEDICKÉ ÚČELY 


- zpracování rešerše visko-plastického toku semi-krystalických polymerů s 

důrazem na UHMWPE 

- realizace experimentálního měření – visko-plastický tok uhmwpe při 

kompresi za zvýšené teploty okolí (cca 40°C) pro různé hladiny 

nominálního napětí 

- vyhodnocení experimentálních dat – matlab 


Ing. Tomáš Bouda 

tomas.bouda@fs.cvut.cz




ŘEŠENÍ A OPTIMALIZACE TVARU FIXAČNÍ ČÁSTI KLOUBNÍ NÁHRADY 

METODOU KONEČNÝCH PRVKŮ 


Cílem bakalářské práce je: 

Provést rešerši výpočetních metod řešení spojení mezi jednotlivými vrstvami 

na fixační ploše implantátů (titanová vrstva-hydroxiapatitová vrstva), popř. 

spojení implantát kost 

Navrhnout MKP model simulující vazbu mezi jednotlivými vrstvami na 

fixační ploše implantátů (titanová vrstva-hydroxiapatitová vrstva), popř. 

spojení implantát kost 

Verifikovat navržený MKP model porovnáním s výsledky experimentálních 

zkoušek 

Závěry 



Ing. Lukáš Zach, PhD. 

Lukáš.Zach@fs.cvut.cz




QUASISTATICKÁ NANOINDENTACE 


Seznámení se s principy vyšetřování elastických materiálových vlastností 

pomocí nanoindentace a jejich aplikace na biologické tkáně jako je kost a 

chrupavka. 

Vedoucí diplomové práce: 


Ing. Jaroslav Lukeš, Ph.D 

jaroslav.lukes@fs.cvut.cz 

Ing. Josef Šepitka, FS ČVUT v Praze 

josef.sepitka@fs.cvut.cz




NANOINDENTACE VISKOELASTICKÝCH MATERIÁLŮ 


Získání creepových a relaxačních nanoindentačních dat a jejich analýza dle 

dostupných metod z literatury. Většinou se jedná o měkké tkáně jako je 

meziobratlová ploténka a chrupavka. 










DYNAMICKÁ MECHANICKÁ ANALÝZA 


Vyžití takzvané nanoDMA metody pro získání viskoelastických charakteristik 

biologické tkáně. 










SCRATCH TESTY A OPOTŘEBENÍ – NANOSCRATCH, NANOWEAR 


Vyhodnocování třecích sil pomocí nanoScratch a opotřebení dle nanoWear 

testů aplikovaných na biologické tkáně a biomateriály. Seznámení se s principy 

scanning probe microscopy (SPM) užívané ke zobrazení topografie povrchu a 

analýze drsnosti. 










MODULUS MAPPING - MODELOVÁNÍ ELASTICKÉHO KONTAKTU 


Modelování elastického kontaktu v průběhu dynamické mechanické analýzy 

metodou Modulus Mapping. Tvorba MKP modelu nanoindentace a aplikace 

naměřených dat. 










ZKOUMÁNÍ ANIZOTROPNÍCH VLASTNOSTÍ MATERIÁLŮ POMOCÍ 

NANOINDENTACE 


Vliv tvaru hrot na anizotropní chování. Měření anizotropie v různých směrech 

pomocí nanoindentace 













ANALÝZA MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ NALISOVANÉHO SPOJE 


Rešerše teorie 

Návrh analytických experimentů ‐ Matlab 

Návrh numerických experimentů – simulace v MKP 

Závěry 


Ing. Karel Vítek, CSc. 

karel.vitek@fs.cvut.cz







TÉMA NA NÁMĚT STUDENTA (BUĎ VLASTNÍ NÁMĚT, NEBO PROBLEMATIKU, 

KTERÁ VYCHÁZÍ Z POTŘEB PODNIKU) 


Téma, které Vy „přinesete“ před zahájením spolu prokonzultujeme 

Téma mohu zprostředkovat s některou firmou, náměty mám. 


Ing. Karel Vítek, CSc. 

karel.vitek@fs.cvut.cz

ÄeskÃ© vysokÃ© uÄenÃ­ technickÃ© - Ãstav mechaniky, biomechaniky a ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

ÄeskÃ© vysokÃ© uÄenÃ technickÃ© - Ãstav mechaniky, biomechaniky a ...