Rok 2019
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2019 by Author "Kulhavý, Petr"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
- ItemKonstrukce prototypových kompozitních rámů z předimpregnovaných vlákenKulhavý, Petr; ; Fliegel Vítězslav, doc. Ing. CSc. Skolitel : 55552Nosným tématem disertační práce je studium a popis možností aplikace kompozitních materiálů navíjených z dlouhých předimpregnovaných vláken do rámových konstrukcí otevřených, ale i uzavřených tvarů. Daná práce by měla poskytnout v současné době chybějící popis tohoto konstrukčního přístupu a představit vlastní metodiku vhodnou pro návrh pokročilých rámových struktur komplikovaných tvarů a průřezů, v prototypovém či malosériovém objemu produkce. První kapitoly práce se zaobírají popisem kompozitních materiálů používaných v oblasti konstrukce automobilů, jejich členěním, základním fyzikálním parametrům a konvenčními možnostmi výroby. V práci jsou testovány mechanické vlastnosti daných kompozitních materiálů a navržených laboratorních dílů, včetně přenosu vibrací či nalezení závislosti dílčích parametrů na vnitřní geometrii jednotlivých vlákenných vrstev. Práce obsahuje teoretickou studii a výklad jednotlivých principů metod výpočtu. Následují praktické aplikace numerického modelování kompozitních struktur s využitím nejmodernějších simulačních nástrojů, včetně jejich verifikace a úprav materiálových modelů na bázi výsledků získaných z provedených experimentů. Významným přínosem je aplikace numerického algoritmu, vhodného pro nalezení optimálních parametrů dané vrstvené struktury s ohledem na reálné okrajové podmínky definované charakterem působícího zatížení, demonstrované na problému tříbodého ohybu. Dále se práce zabývá studiem současných trendů ve výrobě kompozitních dílů od tvarů jednoduchých až po složité prostorově zakřivené a uzavřené rámové konstrukce. Jedním ze stěžejních cílů práce je ovšem na základě výše zmíněných poznatků, dostupných výrobních metod a principů využívaných při navíjení dlouhých vláken, modifikace výrobního zařízení a souvisejících metod pro vlákna předimpregnovaná. Daná techologie bude následně využita pro výrobu prototypu vlastního kompozitního rámu. V práci je na základě provedených testů a simulací navržen vhodný materiál, vnější tvar i řídící křivka použitých nenosných jader s ohledem na sériovou či prototypovou tvorbu výrobku. Pro celý proces ovíjení dané struktury jsou z konstrukčního i technologického hlediska zpracovány parametrické simulace a následně vyrobeny prototypové rámy. Na výrobě daných dílů byla ověřena funkčnost celého výrobního zařízení, zjištěných vlastností na reálném dílu a posouzena vhodnost dané metodiky. Dané rámy byly podrobeny testům a výsledky porovnány s analytickým výpočtem i s konvenčním ocelovým rámem identického tvaru. Na příkladu možného těla opěradla automobilové sedačky je představen rám uzavřený a na příkladu podvozku dětského vozítka rám otevřený. V závěru práce je posouzena vhodnost náhrady konvenčních metalických rámů kompozitními a uvedeny možné příležitosti pro budoucí rozvoj a inovace v dané oblasti konstrukčního návrhu.