Lidé na fakultě
Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.

Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.

The unique feature of shear thickening fluid (STF), which shifts its phases from liquid state to solid state under dynamic loading, recently peaked attention in literature for shock absorbing systems or dashpots. Owing to phase shifting capability, employing STF as a vibration-damping system (VDS) can upgrade the performance of the structures under low probable dynamic actions (or accidental load). Therefore, a novel approach [i.e., STF-damped structural system] can tune the deficient structural system to a resilient one. Namely, an efficient, viable, and feasible rehabilitation solution for deficient structures can enhance the seismic performance of these structures by converting the kinetic energy of the shock into another energy form in the damper. To this end, the project proposes a novel approach, using STF to damp structural vibrations. Within the content of the project, STF working under a low strain rate and frequency is first synthesized. Then, the mechanical properties of the STF are obtained under dynamic load, which will be followed by a development of a damper filled with synthesized STF. Finally, real-time applications such as lab scale tests of STF dampers and computer simulations are targeted.

2024 - 2027

Program na podporu aplikovaného výzkumu a inovací SIGMA

Ing. Jan Falta; Ing. Nela Krčmářová; Ing. Jan Šleichrt, Ph.D.

Flash X-ray system and high speed X-ray imaging methods will be used to investigate the internal processes in the materials during dynamic loading. The developed experimental equipment will be employed for investigation in field of modern materials for ballistic and impact protection, personal protective equipment or aerospace/space applications, e.g., sandwiches, composite panels and metamaterials, and to characterize their fundamental mechanical processes like failure and fracture behavior, wave propagation and constituent materials interaction. Significant part of research will be aimed on experimental investigation of materials filled with dilatant fluid. In this field, the combination of X-ray flash system with instrumented dynamic experiments can reveal crucial aspects of their deformation behavior. The outputs of the project will provide an important insight into deformation behavior and will serve as an important basis for reliable numerical modeling of the related problems and for relevant optimization schemes during design process of state-of-the-art materials. The goal of the project is experimental investigation of state-of-the-art materials during impacts

2022 - 2026

JUNIOR STAR

Ing. Marcel Adorna; Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Michaela Neuhäuserová; 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

prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.

Předmětem navrhovaného projektu je implementace a vývoj pokročilých experimentálních metod pro měření mechanických vlastností materiálů při vysoké rychlosti deformace s využitím dělené Hopkinsonovy tyče (SHPB). V rámci projektu budou významně modifikována klíčová technická řešení i prvky instrumentace stávajícího zařízení SHPB s ohledem na měření materiálů používaných pro pohlcování velkého množství kinetické energie s využitím v dopravních a bezpečnostních aplikacích. Úpravy mechanických komponent budou zahrnovat adaptaci experimentálního zařízení pro provádění přesných měření při velké deformaci měkkých materiálů a materiálů se složitou vnitřní strukturou citlivou na rychlost deformace. Rozšíření instrumentace umožní záznam obrazových dat pomocí vysokorychlostní kamery a záznam veličin klíčových pro korekci experimentu o vlivy nepříznivě ovlivňující přesnost měření. V návaznosti na rozšíření instrumentace budou vyvinuty softwarové nástroje pro výpočet vstupních parametrů experimentu, pro automatizovaný záznam a export naměřených dat a pro výpočet korekcí vlivu nepřesností geometrie experimentálního zařízení, disperzního charakteru a útlumu šíření mechanických oscilací v tyčích konečné délky a analýzy dynamického rovnovážného stavu ve vzorku. Kombinací úprav mechanických komponent, úprav instrumentace a vývojem softwarových nástrojů bude vytvořeno experimentální zařízení umožňující měření dynamických vlastností materiálů s nízkou mechanickou impedancí, u kterých je měření konvenčními technikami SHPB nespolehlivé nebo nemožné. V rámci projektu bude dále vyvinut koncept měření pomocí "Open Hopkinson Pressure Bar" (OHPB) využívající principu dělené Hopkinsonovy tyče s tím rozdílem, že vznik deformační vlny je na rozdíl od konvenčního nárazu projektilem do jedné z tyčí vytvořen urychlením jedné části dělené tyče a jejím nárazem přímo do vzorku. Měření pomocí OHPB bude využito k další redukci komplikací spojených s dosažením dynamického rovnovážného stavu a s nedostateč

2017 - 2018

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS17/148/OHK2/2T/16

Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Petr Koudelka, Ph.D.; Ing. Jan Šleichrt, Ph.D.

Předmětem navrhovaného projektu je studium časově závislých procesů v heterogenních materiálech se složitou mikrostrukturou mající vliv na jejich mechanické vlastnosti a strukturální charakteristiky. Kombinace analytických, numerických a experimentálních přístupů bude použita pro popis vztahů mezi mechanickými vlastnostmi a mikrostrukturou studovaných materiálů. V teoretické části bude použito analytických a numerických metod pro hodnocení deformačního chování v závislosti na rychlosti zatěžování. Experimentální část bude zahrnovat rozvoj aplikací pro zpracování a vyhodnocení experimentů, dále pak návrh specializovaných měřících přístrojů a jejich řídicích prvků. Tyto metody budou nápomocné při optimalizaci využití pokročilých materiálů v dopravních aplikacích, jakož i posuzování bezpečného provozování konstrukcí a dopravních zařízení.

2015 - 2017

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS15/225/OHK2/3T/16

Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Petr Koudelka, Ph.D.; doc. Ing. Bc. Zdeněk Padovec, Ph.D.; prof. Ing. Milan Růžička, CSc.

Konference 13th Youth Symposium on Experimental Solid Mechanics je setkáním mladých vědeckých pracovníků, doktorandů a studentů z evropských i mimoevropských univerzit a výzkumných center. Z ČVUT jsou registrováni účastníci z fakulty dopravní, strojní, stavební a jaderné a fyzikálně inženýrské. Jedná se o tradiční prezentaci prací především v oblasti experimentální mechaniky. Konkrétně se jedná o následující témata: - Pokročilé experimentální metody mechaniky kontinua a mechaniky tekutin - Nedestruktivní zkoušení - Lomová mechanika, poruchy materiálu - Biomechanika - Hybridní numericko-experimentální metody - Problematika technologických procesů - Mikro- a nano- aplikace Cílem konference je prezentace výsledků výzkumu, výměna zkušeností a navazování kontaktů. Výsledky jsou prezentovány formou komentovaných posterů doplněných vyzvanými přednáškami předních odborníků (letos K.H. Laermann, J. Lukeš). Na základě diskuze nad řešenými tématy vznikají návrhy na mezinárodní výzkumné projekty nebo stáže jednotlivých účastníků. Všechny příspěvky projdou před publikováním standardním peer-review procesem, pro nemalou část účastníků prvním v jejich publikační činnosti. Sborník plných textů bude zaslán k zařazení do databáze WoS. Autoři nejlepších příspěvků budou vyzváni k podání rozšířených verzí svých příspěvků do časopisu Measurement (IF 1.13).

2014 - 2014

Studentská vědecká konference ČVUT - SVK 49/14/F6

Ing. Tomáš Doktor, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Petr Koudelka, Ph.D.; Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.; Bc. Marek Žďárský

Předmětem navrhovaného projektu je rozvoj a kombinování metod pro studium a popis charakteristik chování heterogenních materiálů s cílem porozumět souvislostem mezi vnitřní stavbou látky a jejími fyzikálními, či mechanickými vlastnostmi. Metody se na jedné straně soustřeďují na vystižení základních konstitutivních vztahů složených materiálů, na druhé straně jsou aplikovány na studium reakce těchto materiálů na obecné vnější zatížení. Důraz bude kladen především na rozvoj nedestruktivních experimentálních metod a metod zpracování obrazu pro popis mikrostruktury umožňujících sledování vlivu prostředí na chování materiálu. Cílem těchto metod je diagnostika a predikce životnosti materiálů a částí konstrukcí, tedy zásadního faktoru podmiňujícího bezpečného provozování konstrukcí a dopravních zařízení.

2012 - 2014

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS12/205/OHK2/3T/16