Modelování hliníkových pěn

Abstract

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.

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.