Cílem této práce je návrh a tvarová optimalizace pryžové membrány, užívané v pneumatic-kých regulačních prvcích, pomocí FEA (Finite Elements Analysis).
Pro tento záměr bylo nutné získat nelineární materiálové parametry pro numerickou simu-laci napěťového chování a jeho aproximaci pomocí vhodného materiálového modelu. Dále byla vytvořena analýza výchozího modelu membrány a provedena po jednotlivých krocích její tvarová optimalizace až k dosažení vyhovujícího tvarového řešení. Postup a výsledky tvarové optimalizace jsou podrobně popsány a diskutovány.
Annotation in English
The aim of this work is to design and to shape optimize the rubber diaphragm, using in a pneumatic regulatory components, by applying the finite elements analysis.
For this purpose, it was required to obtain a nonlinear material parameters for numerical simulation of stress material behaviour and their approximation by a suitable material mo-del. Then it was necessary to perform an analysis of initial diaphragm model and its step-by-step shape optimization to an appropriate design solution. The procedure and the results of shape optimization are described in detail and discussed.
Keywords
pryž, elastomer, hyperelasticita, konečně prvková nalýza (FEA), metoda konečných prvků (FEM), jednoosá napjatost, dvouosá napjatost
Cílem této práce je návrh a tvarová optimalizace pryžové membrány, užívané v pneumatic-kých regulačních prvcích, pomocí FEA (Finite Elements Analysis).
Pro tento záměr bylo nutné získat nelineární materiálové parametry pro numerickou simu-laci napěťového chování a jeho aproximaci pomocí vhodného materiálového modelu. Dále byla vytvořena analýza výchozího modelu membrány a provedena po jednotlivých krocích její tvarová optimalizace až k dosažení vyhovujícího tvarového řešení. Postup a výsledky tvarové optimalizace jsou podrobně popsány a diskutovány.
Annotation in English
The aim of this work is to design and to shape optimize the rubber diaphragm, using in a pneumatic regulatory components, by applying the finite elements analysis.
For this purpose, it was required to obtain a nonlinear material parameters for numerical simulation of stress material behaviour and their approximation by a suitable material mo-del. Then it was necessary to perform an analysis of initial diaphragm model and its step-by-step shape optimization to an appropriate design solution. The procedure and the results of shape optimization are described in detail and discussed.
Keywords
pryž, elastomer, hyperelasticita, konečně prvková nalýza (FEA), metoda konečných prvků (FEM), jednoosá napjatost, dvouosá napjatost
- Vypracujte literární rešerši
- Otestujte hyperelastické vlastnosti daného elastomeru
- Vytvořte numerický model membrány
- Proveďte konečněprvkovou analýzu modelu a na jejím základě optimalizujte tvar membrány
- Ověřte a vyhodnoťte konečný návrh tvaru membrány
Research Plan
- Vypracujte literární rešerši
- Otestujte hyperelastické vlastnosti daného elastomeru
- Vytvořte numerický model membrány
- Proveďte konečněprvkovou analýzu modelu a na jejím základě optimalizujte tvar membrány
- Ověřte a vyhodnoťte konečný návrh tvaru membrány
