Lidé na fakultě
doc. Ing. Petr Zlámal, Ph.D.

doc. Ing. Petr Zlámal, Ph.D.

Předkládaný projekt se zabývá testováním a zkoumáním multimateriálových vzorků vytvořených pomocí 3D tisku. Takto vytvořené struktury mají široké uplatnění, jelikož v rámci návrhu lze pracovat se širokou škálou prvků a kombinovat je a vytvářet požadované vlastnosti. Vytvořená součást může sloužit jako frekvenční filtr, součást s proměnnými mechanickými, tepelnými a elektrickými vlastnostmi či vytvořená struktura, může svádět mechanické vlnění na konkrétní místo, na kterém lze umístit piezoelektrický člen a využít ho na Energy Harvesting. V těchto aplikacích je multimateriál vystaven různým druhům a rychlostem mechanické deformace. Materiál může být namáhán nedestruktivně pomocí vlnového šíření o různých frekvencích, či destruktivně a to při rozdílných rychlostech deformace a při cyklickém namáhání. Chování těchto struktur není pro výše zmíněné mechanické namáhání příliš popsáno. Navrhovaný projekt se bude zabývat vytvořením metodiky nedestruktivního i destruktivního testování při vysokých rychlostech deformace na Hopkinsonovy dělené tlakové tyči (SHPB) a při středních a nízkých rychlostech deformace na experimentálním zařízení, využívající lineární motory (LIMA). Cílem experimentálního testování bude zjištění deformačních i vlnových charakteristik daných multimateriálových struktur. Díky možnosti využití pokročilých experimentálních zařízení (rychlé rentgenové zobrazování, přesné cyklické zatěžování, elektronová mikroskopie) bude možné zkoumat i vliv kvality rozhraní mezi dílčími materiály. Kvalita rozhraní má klíčový vliv na chování celkové multimateriálové struktury, jak v rámci deformačního chování, tak v šíření napěťové vlny.

2025 - 2026

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS25/103/OHK2/2T/16

doc. Ing. Petr Zlámal, Ph.D.

V současné době neexistuje mnoho výzkumů zaměřených na studium mechanických vlastností aditivně vyráběných materiálů plněných nenewtonskými kapalinami (NNK), ačkoli tato problematika má značný potenciál pro praktické aplikace. Z tohoto důvodu se navrhovaný projekt zaměřuje na výzkum a vývoj těchto materiálů, s důrazem na zkoumání mechanického chování NNK. NNK jsou kapaliny, jejichž viskozita není konstantní a závisí na rychlosti deformace, přičemž mezi nejvýznamnější se řadí shear-thickening fluids (STF) a shear-thinning fluids. Dané tekutiny v podobě výplní různých komponent mají značný potenciál pro budoucí využití nejen v dopravním průmyslu při výrobě tlumičů pro automobily, letadla nebo ochranné pomůcky pro motocyklisty a cyklisty, tak i např. ve stavebnictví, kde by mohly být využity k tlumení vibrací a ochraně budov před poškozením. Náplní projektu bude příprava NNK vhodných pro použití s 3D tištěnými materiály a návrh těchto tištěných struktur pro experimentální testování. Testy se zaměří na charakterizaci a optimalizaci mechanických vlastností, zejména při středních a vysokých rychlostech deformace, s důrazem na zkoumání interakce mezi základním materiálem a výplňovými vrstvami. Pro realizaci výzkumu bude využito pokročilé experimentální vybavení laboratoře DynLab Českého vysokého učení technického v Praze, Fakulty dopravní (ČVUT FD), zahrnující vybavení potřebné pro přípravu NNK, vzduchové dělo pro simulaci dynamických nárazů, dělenou Hopkinsonovu tyč pro analýzu reakce materiálu na rychlé deformační podmínky a zařízení pro dynamické testování na bázi lineárních motorů. Interakce mezi základním materiálem a tekutinou bude kromě standardních metod analyzována i s využitím rychlého rentgenového zobrazování. K výrobě tištěných vzorků budou použity komerční 3D tiskárny a NNK budou připravovány jako vícesložkové suspenze (např. smícháním polyglykolu s pyrogenním amorfním oxidem křemičitým). Výsledky těchto experimentů přispějí k hlubšímu pochopení a predikci vl

2025 - 2026

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS25/102/OHK2/2T/16

Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Petr Zlámal, Ph.D.

Project is aimed at precise simulations for training of physics-informed machine learning schemes in optimization of materials with respect to deformation energy mitigation. Advanced finite element simulations methods with state-of-the-art techniques of dynamic testing are combined for investigation of intermediate and high strain rate impact response of materials with complex internal structure in relation to machine learning applications. The investigated materials are additively manufactured structures, including auxetic lattices, and inter-penetrating composites. Experimental methods involve flash and high-speed X-ray radiography togetherwith high speed visible-light and infrared cameras. The numerical methods using finite element methods with explicit time integration will enable physically accurate simulations of loading scenarios and in-house solver for unprecedented insight into wave propagation in materials during impact will be developed. Moreover, simulations of radiographical methods will allow tosimulate all aspects of experiments.

2025 - 2027

Standardní projekty

Ing. et Ing. Radim Dvořák; Ing. Jan Falta; prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.; Ing. Ján Kopačka, Ph.D.; Ing. Petr Koudelka, Ph.D.

The project is aiming to control the stress wave propagation in additively produced metal components composed of at least two different metals with spatially shaped and multiple interfaces produced by laser powder bed fusion. This enables to control of internal arrangement and shaping of the interface between the two materials. Dynamic loading with different strain rates using Hopkinson pressure bars will be used to describe the stress wave propagation and kinetic energy absorption. At the same time, theoretical and numerical modelling of wave reflection/transmission will be performed on various geometrically arranged interfaces. Innovative numerical tools for advanced multi-material optimization of nested spatial structures will be developed for wave process control. The results will answer the questions of whether it is possible to control the propagation of stress waves by means of multi-material 3D metal printing, and what geometrical and mechanical parameters have a fundamental influence on the attenuation and concentration of stress waves.

2024 - 2026

Standardní projekty

Ing. Marcel Adorna; Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Michaela Jurko; doc. Ing. Petr Zlámal, Ph.D.; Ing. Jan Šleichrt, Ph.D.

Cílem projektu je vyvinout a experimentálně ověřit nový stavební panel založený na polymerním buněčném jádru s povrchem z nanokrystalického kovu s jedinečnými absorbčními vlastnostmi. Citlivost materiálu buněčných stěn, resp. prutů (polymerní pěny a auxetické struktury) na rychlost deformace bude dosaženo pomocí efektu mikrosetrvačnosti potažené struktury vykazující dodatečnou schopnost disipace velkého množství energie. Pro optimalizaci návrhu struktury je zapotřebí hluboká znalost deformačního chování pro specifické impaktní podmínky. Numerické modelování bude provedeno na všech strukturálních úrovních, od chování jednotlivé buňky až po chování celého panelu. Bude použita kombinace několika experimentálních metod (mikro-CT, statické tlakové zkoušky, zkoušky v pádostroji, SHPB a experimenty s využitím vzduchového děla). Experimentální výsledky budou sloužit k ověření MKP modelů popisujících deformační chování od malých až po vysoké rychlosti deformace. Projekt staví na předchozích zkušenostech obou týmů s numericko/experimentální optimalizací kovových pěn a auxetických struktur.

2019 - 2021

Standardní projekty

Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Michaela Jurko

Konference 17th Youth Symposium on Experimental Solid Mechanics (YSESM2019) navazuje na předchozí pravidelné setkávání mladých vědeckých pracovníků, doktorandů a studentů z oblasti především experimentální mechaniky. Organizace konference po pěti letech opět připadla české straně. Vzhledem k dlouhé tradici konference (17. ročník) a poměrně velkému počtu zúčastněných institucí ze zemí střední Evropy se pro ČVUT jedná o akci prestižní a významnou především s ohledem na utváření mezinarodních vazeb mezi začínajícími výzkumníky. Konference je spolupořádána Ústavem teoretické a aplikované mechaniky AV ČR a časově i místem konáni navazuje na High-Resolution 3D X-ray Imaging Workshop, na který budou mít registrovaní účastníci YSESM volný přístup. Program konference je koncipován tak, aby nebylo nutné organizovat paralelní sekce. Účastníci přednesou své krátké (10 min) ústní referáty, které budou po skončení příslušné sekce následovány diskuzí u posterů. Tento koncept se v minulých ročnících osvědčil a dopomohl vzniku či dalšímu rozvoji spolupráce mezi jednotlivými účastníky a jejich domovskými institucemi. Publikačním výstupem konference bude sborník jednostránkových abstraktů, který bude k dispozici před zahájením konference a především pak samostatné číslo Acta Polytechnica CTU Proceedings (indexované WoS) kde budou publikovány plné texty příspěvků. Všechny příspěvky projdou před publikováním standardním peer-review procesem, pro nemalou část účastníků prvním v jejich publikační činnosti. Tematické zaměření konference zahrnuje zejména - Pokročilé experimentální metody mechaniky kontinua a mechaniky tekutin - Nedestruktivní zkoušení - Lomová mechanika, poruchy materiálu - Biomechanika - Hybridní numericko-experimentální metody - Problematika technologických procesů - Aditivní výroba

2019 - 2019

Studentská vědecká konference ČVUT - SVK 44/19/F6

doc. Ing. Michal Micka, CSc.

Porozumění vnitřní struktuře složitých materiálů a jejich hlavních komponent je základním požadavkem pro správný popis a predikci chování při mechanickém namáhání. Projekt je zaměřen na aplikaci a rozvoj experimentálních a výpočetních metod v oblasti zjišťování vnitřní struktury, jejím správném popisu a následném modelování chování převážně metodou konečných prvků. Práce se bude zabývat převážně pórovitými materiály (trabekulární kost, kovové pěny), jak na úrovni jejich mikrostruktury (např. na úrovni jedné trabekuly), tak i na úrovni vzorku jako celku (např. kostní tkáně). Rozvoj experimentálních technik pro optické měření deformace v ploše vzorku či využití tomografických metod pro obdržení prostorové deformace spolu s pokročilými algoritmy pro přesné stanovení tenzoru deformace umožňují stanovit materiálové vlastnosti z jediné zatěžovací zkoušky. V rámci projektu budou využívány stávajících experimentálních zařízení, počítá se však s jejich úpravou či doplnění, tak aby vyhovovaly po

2011 - 2012

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS11/140/OHK2/2T/16