Schválené projekty 2017

Rozdělení přidělené dotace z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum po fakultách se zohledněním celoškolských pracovišť na rok 2017

Celková přidělená částka z MŠMT na specifický vysokoškolský výzkum na VŠB-TUO - 54 573 242 Kč

Z toho 2.5% - 1 364 331 Kč - úhrada způsobilých nákladů spojených s organizací SGS

fakulta přidělená částka v Kč
FBI  1 210 137
EKF  3 929 534
FAST  2 465 732
FS  9 344 630
FEI 13 996 004
HGF  5 272 251
FMMI  7 123 785
VC  8 743 333
CP  1 123 505
CELKEM 53 208 911

KódSP2017/160
Název projektuOptimalizace numerického modelování procesu clinching
ŘešitelFlodr Jakub Ing.
Školitel projektuprof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.<br />
Období řešení projektu01.01.2017 - 31.12.2017
Předmět výzkumuROZBOR STAVU PROBLEMATIKY
Výzkum je pokračováním projektu Inovativní spojování ocelových průřezů, experimentální ověření a aplikace SGS2016/168. Problematika se dotýká spojování ocelových průřezů pomocí metody clinching, která je z pohledu stavebního inženýrství současně málo využívaná, ale mohla by najít své využití u širšího spektra spojovaných průřezů. Problémem je v současné době absence procedury pro posouzení těchto spojů. V navazujícím projektu bude výzkum zaměřen na optimalizaci numerických modelů procesu clinching pomocí explicitní analýzy v systému LS-DYNA [1]. Numerické modely mají posloužit pro lepší pochopení chování těchto spojů a nalezení parametrů, které rozhodují o únosnosti těchto spojů. Důraz bude kladen na ověření fyzikálních experimentů, které byly součástí předešlého grantu. Předchozí práce se soustředila na výběr vhodné metody a možnosti numerického modelování pro konkrétní spoj a v následujícím projektu bude snaha o prohloubení znalostí v explicitní analýze a jejímu širšímu využití pro spojovaní metodou clinching. Velká pozornost bude věnována výběru materiálového modelu a stanovení vhodných parametrů [2], [3]. Ing. Přemysl Pařenica je v týmu zapojen pro zkušenosti s numerickým modelováním, kterému se věnoval ve své předchozí práci. Ing. Petr Lehner se bude podílet na optimalizaci materiálového modelu a případné tvorbě nového materiálového modelu. Cílem výzkumu je vytvoření spolehlivého postupu modelování numerického modelu, který bude aplikovatelný pro širší spektrum spojovaných profilů. Výstupy z numerického modelování poslouží pro zlepšení postupu ručního posouzení a stanovení rozhodujících faktorů pro správný posudek těchto spojů. V rámci výzkumu budou verifikovány výsledky získané z předešlého výzkumu.

Literatura
[1] Beyer, U. Multi-material-Fügen mittels Flach-Clinch-Technologie. PhD Thesis, TU Chemnitz, 2012.

[2] Israel, M. The suitability of analytical and numerical methods for developing clinching processes with thick sheet metal, Adv Mater Res, Vol. 907 (2014), pp. 151–163.

[3] Nowak, M. Field evaluation of clinched connections for cold-formed steel, PATH (Partnership for Advancing Technology in Housing), Washington D. C, (2003), pp. 24.

PŘEHLED POUŽITÝCH METOD
Explicitní analýza – pro řešení problematiky bude využita explicitní analýza. Pro práci je vybrán MKP program LS-DYNA s explicitním integračním krokem. Explicitní analýza slouží pro výpočty rychlých dynamických dějů a velkých deformací.

Optimalizace materiálových modelů – pro optimalizace materiálových modelů bude využito prostředí MATLAB. Budou využity dostupné materiálové modely v prostředí LS-DYNA, které budou modifikovány, případně bude vytvořen vlastní materiálový model.

Fyzikální experimenty – v rámci tohoto grantu je deklarováno provedení min. 10 testů tahových zkoušek pro ověření materiálových vlastností zkoušených profilů. Jedná se dotestování zbylých profilů pro doplnění portfólia z předešlého grantu. Dále budou vytvořeny vzorky za použití jiné technologie - výrobce nástrojů.


ZDŮVODNĚNÍ ZAPOJENÍ JEDNOTLIVÝCH ČLENŮ
Ing. Jakub Flodr – vedení projektu, numerické modelování, materiálové modely, výstupy.
Ing. Přemysl Pařenica – numerické modelování.
Ing. Petr Lehner – materiálové modely.

PŘEDCHOZÍ DOSAŽENÉ VÝSLEDKY ČLENŮ TÝMU

1. Flodr, J., Krejsa, M., Mikolášek, D., Sucharda, O., Žídek, L., Mathematical modelling of thin-walled cold-rolled cross-section. In: Proceedings of the 6th International Scietific Conference on Dynamic of Civil Engineering and Transport Structures and Wind Engineering, DYN-WIND 2014. Donovaly, Slovakia, May 2014, code 107463. ISSN: 16609336. ISBN: 978:3038355197-9. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.617.171. (Scopus, WOS)

2. Krejsa, M., Brozovsky, J., Mikolasek, D., Parenica, P., Flodr, J., SP2016/168, Ing. Jakub Flodr 2 Materna, A., Halama, R., Numerical Modelling of a Steel Fillet Welded Joint. Computers & Structures (Advances in Engineering Software), submitted Dec. 14, 2015.

3. Flodr, J., Krejsa, M., Mikolasek, D., Brozovsky, J., Parenica, P., Numerical Modeling of a Thin-Walled Profile with respect to the Redistribution of Bending Moments. In: Proceedings of the Fifteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, Editors: J. Kruis, Y. Tsompanakis, B.H.V. Topping, Civil-Comp Press, Stirlingshire, UK, Paper 37, 2015. DOI: 10.4203/ccp.108.37.

4. Flodr, J., Krejsa, M., Mikolasek, D., Brozovsky, J., Parenica, P., Numerické modelování tenkostěnného profilu s vlivem redistribuce ohybových momentů. In: Proceedings of 13th international conference Modelling in Mechanics, Ostrava, 2015. ISBN 978-80-248-3756-7.

5. Krejsa, M., Brozovsky, J., Mikolasek, D., Parenica, P., Halama, R., Experimental Verification of a Steel Fillet Welded Joint Model. In: Proceedings of the Fifteenth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, Editors: J. Kruis, Y. Tsompanakis, B. H.V. Topping, Civil-Comp Press, Stirlingshire, UK, Paper 34, 2015. doi: 10.4203/ccp.108.34.

HARMONOGRAM ŘEŠENÍ
Leden: Seznámení s dosaženými výsledky s ostatními členy týmu.
Únor – duben: Numerické modelování vybraných typů. Optimalizace materiálových modelů.
Červen: První publikace v časopise, příprava pro publikaci na konferenci.
Červenec – říjen: Verifikace fyzikálních testů s numerickými modely.
Září – Účast na konferenci ICNAAM 2017, Řecko.
Listopad: Druhá publikace, závěr projektu.
Členové řešitelského týmuIng. Jakub Flodr
prof. Ing. Martin Krejsa, Ph.D.
Ing. Petr Lehner
Ing. Přemysl Pařenica
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)1. Shrnutí současného stavu po ukončení prvního výzkumu v roce 2016.
2. Numerické modelování vybraných typů clinch nástrojů.
3. Optimalizace stávajících a tvorba nových materiálových modelů pro metodu clinching.
4. Verifikace dosažených výsledků z experimentů za pomocí numerického modelování.

Cíl projektu bude naplněn následujícími výstupy:

Cílem projektu je vytvoření funkčních numerických modelů, které bude možno úspěšně verifikovat s fyzikálními experimenty. Metoda clinching bude modelována v systému LS-DYNA a bude snaha vytvořit korektní numerický model, na jehož základě dojde k stanovení parametrů podle kterých lze vytvořit ruční posudek clinch spojení. Cíle projektu lze specifikovat v následujících bodech:

1. Numerické modely procesu clinch spojování pro širší portfolio nástrojů.
2. Vyhledání nebo tvorba vhodného materiálového modelu pro clinch spoje.
3. Verifikace fyzikálních experimentů s numerickými modely.
4. 2 x výstup Jsc (Scopus a WoS) – souhrn všech dosavadních výsledků výzkumu – např. Periodica Polytechnica Civil Engineering ISSN: 1587-3773 (WoS), Steel and Composite Structures ISSN:1229-9367 (Scopus) nebo Journal of Materials Processing Technology ISSN 0924-0136 (WoS)
5. 1 x výstup D – (konference evidovaná WoS): ICNAAM 2017, 15TH INTERNATIONAL CONFERENCE OF NUMERICAL ANALYSIS AND APPLIED MATHEMATICS, 25-30 September 2017, The MET Hotel, Thessaloniki, Greece, Recent Advances in Numerical Methods and Simulations in Statics and Dynamics of Structures. http://icnaam.org/registration.htm

Rozpočet projektu - uznané náklady

NávrhSkutečnost
1. Osobní náklady
Z toho
20000,-20000,-
1.1. Mzdy (včetně pohyblivých složek)20000,-20000,-
1.2. Odvody pojistného na veřejné zdravotně pojištění a pojistného na sociální zabezpečení a příspěvku na státní politiku zaměstnanosti0,-0,-
2. Stipendia25000,-25000,-
3. Materiálové náklady12000,-14641,-
4. Drobný hmotný a nehmotný majetek1000,-0,-
5. Služby19500,-14837,-
6. Cestovní náhrady26000,-29022,-
7. Doplňkové (režijní) náklady max. do výše 10% poskytnuté podpory11500,-11500,-
8. Konference pořádané VŠB-TUO k prezentaci výsledků studentského grantu (max. do výše 10% poskytnuté podpory)0,-0,-
9. Pořízení investic0,-0,-
Plánované náklady115000,-
Uznané náklady115000,-
Celkem běžné finanční prostředky115000,-115000,-