Publikace

informace pocházejí z univerzitní databáze V3S

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Michaela Jurko
Publikováno:
2023, Vol. 42 (2023): 18th Youth Symposium on Experimental Solid Mechanics, Praha, České vysoké učení technické v Praze), p. 6-11), ISBN 978-80-01-07237-0, ISSN 2336-5382
Anotace:
This contribution deals with an asynchronous direct time integration of the finite-element model. The proposed method is applied to the phenomenon of wave propagation through an elastic linear continuum. The numerical model is partitioned into individual subdomains using the domain decomposition method by means of localized Lagrange multipliers. For each subdomain, different time discretizations are used. No restrictions for relation between subdomain’s time steps are imposed. The coupling of the subdomains is forced by an acceleration continuity condition. Additionally, we use the a posteriori technique to also provide the displacement and velocity continuity at the interfaces, and hence we obtain exact continuity of all three kinematic fields. The proposed method is experimentally validated using the modified SHPB (split Hopkinson pressure bar) setup.
DOI:
Typ:
Stať ve sborníku z prestižní konf.

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.; González, J.A.; Park, K.C.
Publikováno:
2023, Proceedings of the 9 th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Athens, Institute of Structural Analysis and Antiseismic Research, NTUA)
Typ:
Stať ve sborníku z prestižní konf. (Scopus)

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mračko, M.; Ing. Ján Kopačka, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Ing. Michaela Jurko; Ing. Václav Rada
Publikováno:
2023, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 413, p. 1-26), ISSN 1879-2138
Anotace:
The derivation and implementation of an asynchronous direct time integration scheme for domain-decomposed finite element models is presented. To maximize clarity in the description of the proposed asynchronous integration, the scheme is restricted to the linear-elastic stress wave propagation case. The proposed method allows the integration of individual subdomains with independent time steps. There is no requirement for an integer time steps ratio of the interacting domains while maintaining zero interface energy. The subdomains are connected by the condition of the continuity of the acceleration field at the interface. In addition, the a posteriori technique is applied to satisfy the continuity of the displacement and velocity fields. Another important contribution of this paper lies in the description of the implementation — we offer the reader a general description of the implementation of the case of any number of subdomains with any number of constraints between them, while the basics of the algorithm are explained on a single domain pair. The functionality of the asynchronous integrator is verified by solving selected problems and comparing with analytical solutions and experimental measurements obtained using a Split Hopkinson pressure bar setup. © 2023 Elsevier B.V.
DOI:
Typ:
Článek v periodiku excerpovaném SCI Expanded

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Park, K.C.
Publikováno:
2023, Wave Motion, 121, ISSN 0165-2125
Anotace:
This is a presentation of robust and accurate explicit time-stepping strategy for finite element modeling of elastic discontinuous wave propagation in strongly heterogeneous, multi-material and graded one-dimensional media. One of the major issues in FEM modeling is the existence of spurious numerical stress oscillations close to theoretical wave fronts due to temporal-spatial dispersion behavior of FE discretization. The numerical strategy presented for modeling of 1D discontinuous elastic waves is based on (a) pushforward-pullback local stepping — ensuring the elimination of dispersion due to different critical time step sizes of finite elements, (b) domain decomposition via localized Lagrange multipliers — to satisfy coupling kinematics and dynamic equations , (c) asynchronous time scheme — ensuring the correct information transfer of quantities for the case of integer ratios of time step size for all domain pairs. Dispersion behaviors, existence of spurious stress oscillations, and sensitivity of the dispersion to time step size are then suppressed. The proposed method is numerically tested with regard to the rectangular step pulse elastic propagation problem considering in-space varying Young’s modulus. To prove robustness and accuracy, a comparison with results from commercial software, an analytical solution, and experimental data from partial assembly of a split Hopkinson pressure bar (SHPB) setup is provided.
DOI:
Typ:
Článek v periodiku excerpovaném SCI Expanded

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.; González, J.A.
Publikováno:
2023, Proceedings of the 1st Conference on INAM 2023, Jihlava, Vysoká škola polytechnická Jihlava)
Typ:
Abstrakt ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; prof. Ing. Ondřej Jiroušek, Ph.D.; Gonzalez, J.A.; Park, K.C.
Publikováno:
2022, DD27 abstract book, Praha, CESKE VYSOKE UCENI TECHNICKE V PRAZE)
Anotace:
The problem of the linear elastodynamics including domain decomposition via localized Lagrange multipliers method is solved using nite element method and direct time integration. Time integration of domains is performed separately with dierent time steps. The asynchronous integrator scheme is generalized for multiple domains problem and enhanced by the use of a local variant of the pushforward-pullback method, which eectively avoids spurious oscillation in steep stress pulses response. The proposed method is applied to the rectangular step pulse propagation problem considering the linearly varying Young modulus in space as well as the bi-material interface problem. To prove the robustness and the accuracy, the comparison with analytical solution and commercial soft- ware outputs is provided.
Typ:
Abstrakt ve sborníku z mezinár. konf. cizojazyčně

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Park, K.C.
Publikováno:
2022, International Conference on Nonlinear Solid Mechanics, abstract book, International Research Center on Mathematics and Mechanics of Complex Systems)
Anotace:
The problem of the linear elastodynamics including domain decomposition via localized Lagrange multipliers method [2] is solved using finite element method and direct time integration. Time integration of domains is performed separately with different time steps with integer ratio. The known asynchronous integrator scheme [1] is generalized for multiple domains problem and enhanced by the use of a local variant of the pushforward-pullback method, which effectively avoids spurious oscillation in steep stress pulses response. The proposed method is applied to the rectangular step pulse propagation problem considering the linearly varying Young modulus in space as well as the bi-material interface problem. To prove the robustness and the accuracy, the comparison with analytical solution and commercial software outputs is provided.
Typ:
Abstrakt ve sborníku z mezinár. konf.

Autoři:
Ing. et Ing. Radim Dvořák; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Ing. Tomáš Fíla, Ph.D.; Ing. Jan Falta; Park, K.C.
Publikováno:
2022, International Conference on Nonlinear Solid Mechanics, abstract book, International Research Center on Mathematics and Mechanics of Complex Systems), p. 35-35)
Anotace:
The problem of the linear elastodynamics including domain decomposition via localized La- grange multipliers method [2] is solved using finite element method and direct time integration. Time integration of domains is performed separately with different time steps with integer ra- tio. The known asynchronous integrator scheme [1] is generalized for multiple domains prob- lem and enhanced by the use of a local variant of the pushforward-pullback method, which effectively avoids spurious oscillation in steep stress pulses response. The proposed method is applied to the rectangular step pulse propagation problem considering the linearly varying Young modulus in space as well as the bi-material interface problem. To prove the robustness and the accuracy, the comparison with analytical solution and commercial software outputs is provided.
Typ:
Abstrakt ve sborníku z mezinár. konf.

Autoři:
Vítek, K.; Daniel, M.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2004, Materiálové inžinierstvo, 11 (2), p. 1-4), ISSN 1335-0803
Typ:
Článek v odborném nerecenzovaném periodiku

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2004, Proceedings of Workshop 2004, Praha, České vysoké učení technické v Praze), p. 644-645), ISBN 80-01-02945-X
Typ:
Stať ve sborníku Workshop ČVUT

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Plešek, J.; Landa, M.
Publikováno:
2004, 4th International Conference on Materials Structure and Micromechanics of Fracture. Abstract Booklet, Brno, Brno University of Technology), p. 37-37), ISBN 80-214-2673-X
Typ:
Abstrakt ve sborníku z mezinár. konf. cizojazyčně

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Španiel, M.; Mareš, T.
Publikováno:
2004, Metal 2004, Ostrava, Tanger)
Anotace:
Teorie odvrtávací metody pro identifikaci reziduálních napětí je formulována mezinárodně užívanou normou ASTM E837 , která zahrnuje pro ideální centrický vrtaný otvor tabulky cejchovacích konstant pokrývající typy vyráběných růžic, kde vyhodnocení signálů růžic probíhá podle teorie založené na Kirchově desce. Numerickými simulacemi odvrtávacího principu jsme poukázali na velkou citlivost vrtaného otvoru na jeho imperfekce, zejména jeho excentricitu vůči středu odvrtávací růžice.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Plešek, J.; Landa, M.
Publikováno:
2004, Summer Workshop of Applied Mechanics - Book of Abstracts, Praha, ČVUT FS, Ústav mechaniky), p. 158-168), ISBN 80-01-02958-1
Anotace:
RUS - resonanční ultrazvuková spektroskopie je novodobá experimentálně-numerická metoda pro určení elastický modulů materiálů. Touto metodou mohou být obecně určeny všechny elastické moduly materiálů, tedy až 21. Přístup RUS představuje řešení složitého inversního problému, kde elastické moduly jsou hledány tak, aby vypočtené vlastních frekvence byly shodné s naměřenými hodnotami frekvencí. V tomto příspěvku je představena inversní numerická metoda pro určení elastických konstant vzorků složitých z vrstev s různými elastickými vlastnostmi. Zmíněná optimalizační metoda je metoda postupných aproximací využívající metodu konečných prvků. Chování navržené metodiky je zkoumáno na numerickém příkladě, kde vzorek je složen z bikrystalu.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2004, Engineering Mechanics 2004, Praha, Ústav termomechaniky AV ČR), p. 311-312), ISBN 80-85918-88-9
Anotace:
V tomto příspěvku formulujeme experimentální tenzometrickou metodu sloužící k identifikaci napjatosti materiálů a konstrukcí s širokou možností použití. Ve výpočetních systémech jsou konstrukce často modelovány Hookeovskými lineárními materiálovými modely. V jádru se tato metodika opírá o odvrtávací princip, který byl rozvíjen již v minulém století ve formulaci odvrtávací metody sloužící k identifikaci zbytkových napětí na analyticko-experimentálním základě.. Dále zde formulujeme teorii pro širší použití identifikace napjatosti na numericko-experimentálním základě pro lineární izotropní Hookovské materiály ve statických a dynamických problémech experimentální analýzy napjatosti zejména v povrchových vrstvách materiálů a konstrukcí. Znalost hladiny napjatosti materiálů a konstrukcí patří k základním parametrům a zejména z pohledu mezných stavů bývá znalost napjatosti v povrchových vrstvách rozhodující.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2004, Proceedings of Workshop 2004, Praha, České vysoké učení technické v Praze), p. 646-647), ISBN 80-01-02945-X
Anotace:
Principles of current theories applied for the hole drilling method evaluation of residual stresses were tested by beams in bending. It was shown that considerable differences exist between the stress state estimated by the hole-drilling method and the real stress state. 3D numerical models of the beams in bending and pension were created and the principle of hole-drilling methods was tested. It was shown that the basic base function used in the current theory for definition of the radial strain around the drilled hole can not describe the stress distribution accurately. Therefore new basis functions were suggested and tested. When developing this new method for more general applications, we defined suitable base functions for specific diameters of the hole and for specific materiále characterized by Young's modulus of elasticity E and Poisson's ratio u.
Typ:
Stať ve sborníku Workshop ČVUT

Autoři:
Plešek, J.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Landa, M.
Publikováno:
2004, The Journal of the Acoustical Society of America, 116 (1), p. 282-287), ISSN 0001-4966
Typ:
Článek v odborném recenzovaném periodiku

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.
Publikováno:
2003, Summer Workshop of Applied Mechanics, Praha, ČVUT FS, Ústav mechaniky, Odbor pružnosti a pevnosti), p. 407-417), ISBN 80-01-02739-2
Anotace:
Princip odvrtávací metody pro urcení zbytkových napetí je testován numerickou MKP simulací. V príspevku je dokumentováno, že matematický model odvrtávací metody vykazuje v°uci skutecnému deformacnímu chování odvrtávaných teles, které se zde využívá k identifikaci zbytkových napetí, velké rozdíly. Dále je dokázáno, že odvrtávací metoda je v základním popisu problému založena na chybné, respective nedostatecné funkci, která je pravdepodobne prvotní prícinou problémových výsledk°u experimentální verifikace odvrtávací metody. Proto je v príspevku formulována metoda vedoucí k oprave stávající teorie odvrtávacího principu.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2003, Experimentální analýza napětí 2003, Brno, VUT v Brně, Fakulta strojní), p. 121-122), ISBN 80-214-2314-5
Anotace:
Nový přístup k identifikaci zbytkových napětí je založen na numerické simulaci procesu realizace odvrtávací metody (jak vrtání otvoru, tak simulace signálů růžice) metodou konečných prvků. Metoda je formulována na principu přijaté hypotézy o vztahu signálů růžice s reziduální napjatostí v místě vrtaného otvoru.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2003, Moderní metody ve strojírenském vývoji - Sborník anotací příspěvků, Liberec, LENAM), p. 11-12)
Anotace:
Nový přístup k identifikaci zbytkových napětí je založen na numerické simulaci procesu realizace odvrtávací metody (jak vrtání otvoru, tak simulace signálů růžice) metodou konečných prvků. Metoda je formulována na principu přijaté hypotézy o vztahu signálů růžice s reziduální napjatostí v místě vrtaného otvoru.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Plešek, J.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Landa, M.
Publikováno:
2003, Výpočty 2003 - Výpočty konstrukcí metodou konečných prvků, Brno, VUT v Brně, Fakulta strojní, Ústav mechaniky těles), p. 103-111), ISBN 80-214-2489-3
Anotace:
V článku je představena optimalizační metoda pro určování elastických modulů pomocí resonanční ultrazvukové spektroskopie (RUS). Všech 21 prvků matice elastický konstant pro obecný anizotropní elastický materiál je možné určit ze znalosti mechanického spektra (vlastních frekvencí). Toto spektrum je měřeno experimentálně RUS metodou pro prizmatický kvádr. Iterační postup řešení inverzní úlohy je použita metoda prosté iterace. Metodou konečných prvků je řešen problém vlastních čísel. Na mnoha testech je sledována konvergence zmíněné metody.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Plešek, J.; Landa, M.
Publikováno:
2003, Summer Workshop of Applied Mechanics, Praha, ČVUT FS, Ústav mechaniky, Odbor pružnosti a pevnosti), p. 180-191), ISBN 80-01-02739-2
Anotace:
Resonanční ultrazvuková spektroskopie (RUS) byla vyvinuta pro určování materiálových parametrů (např. elastické konstanty, viskózní koeficienty). V této metodě se z komplexní amplitud vynuceného harmonického kmitání identifikují vlastní čísla vzorku jednoduchého tvaru. Metoda RUS není čistě experimentální metodou, ale pro určení materiálových parametrů je nutné řešit inverzní problém. V příspěvku je presentován iterační vztah pro určovaní materiálových parametrů ze znalosti vlastních číselurčených experimentem
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2003, Inovace 2003, Praha, Asociace inovačního podnikání ČR), p. 29-29)
Anotace:
The paper documents experimental numerical tests of the mathematical background of the hole drilling method used for the residual stress identification. The testing specimen is a beam body (annealed to restrain the residual stress) subjected to a defined tension stress which is to be identified by the drilling methodology. Results evaluated from the numerical FEM simulation test did not correspond to the stress level assessed by the hole drilling method. This analysis discovered a fundamental mistake at the basic function of the hole drilling method. A repair method for this problem of drilling principe is formulated.
Typ:
Stať ve sborníku z mezinár. konf. cizojazyčně

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2003, Abstracts of 20th Danubia-Adria Symposium on Experimental Methods in Solid Mechanics, Gyor, Széchenyi István University of Applied Sciences), p. 144-145), ISBN 963-9058-20-3
Typ:
Stať ve sborníku z prestižní konf.

Autoři:
Vítek, K.; Doubrava, K.; Holý, S.; doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Mareš, T.; Španiel, M.
Publikováno:
2003, ISBN 80-01-02834-8
Anotace:
Základ současných teorií odvrtávací metodiky pro určení zbytkových napětí je testován fyzikálními experimenty na nosnících zatížených ohybem, ve kterých byly identifikovány dokonce logické rozdíly výsledků odvrtávací metody vůči objektivnímu stavu napjatosti testovaných modelů. Sonda do principu teorie odvrtávací metody je realizovaná metodou numerické simulace - experimenty na 3D modelech nosníků zatížených tahem a ohybem. Je ukázáno, že základní bázová funkce použitá pro definici rozdělení poměrných prodloužení v radiálních směrech vrtaných otvorů v původní teorii odvrtávací metody není schopna zobrazovat dostatečně jejich fyzikální podstatu a pravděpodobně způsobuje chyby ve výsledcích odvrtávacích metodik, které z ní vycházejí. Proto jsou dále dokumentovány studie vlastností vhodných funkcí odpovídajích fyzikálnímu chování reálných struktur a je formulována a ověřena metoda pro řešení zbytkových napětí vycházející z této teorie.
Typ:
Jjiná kniha cizojazyčně

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Plešek, J.; Landa, M.
Publikováno:
2003, Engineering Mechanics 2003, Praha, AV ČR, Ústav teoretické a aplikované mechaniky), p. 162-163), ISBN 80-86246-18-3
Anotace:
V článku je představena optimalizační metoda pro určování elastických modulů pomocí resonanční ultrazvukové spektroskopie (RUS). Všech 21 prvků matice elastický konstant pro obecný anizotropní elastický materiál je možné určit ze znalosti mechanického spektra (vlastních frekvencí). Toto spektrum je měřeno experimentálně RUS metodou pro prizmatický kvádr. Iterační postup řešení inverzní úlohy je použita metoda prosté iterace. Metodou konečných prvků je řešen problém vlastních čísel. Na mnoha testech je sledována konvergence zmíněné metody.
Typ:
Stať ve sborníku z mezinár. konf. česky

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.; Kuliš, Z.; Trnka, J.; Plešek, J.; Pták, S.
Publikováno:
2002, Summer Workshop of Applied Mechanics, Praha, ČVUT FS, Ústav mechaniky, Odbor pružnosti a pevnosti), p. 105-115), ISBN 80-01-02552-7
Anotace:
Článek pojednává o výzkumu šíření vln napětí v tenké isotropní desce. Úloha je řešena numericky a experimentálně. "Zmrazené" posuvy v několika časech po rázu generovaném výbušným drátkem jsou vizualizovány pomoci dvoupulzní holointerferometrie a jejich velikosti a průběhy jsou následně porovnány a diskutovány s numericky získanými výsledky.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky

Autoři:
doc. Ing. Radek Kolman, Ph.D.
Publikováno:
2002, Aplikovaná mechanika 2002, Ostrava, VŠB-TUO), p. 195-202), ISBN 80-248-0079-9
Anotace:
Na geometricky jednoduchém výlisku typu čtyřhranné nádoby s velkými zaobleními je provedeno porovnání výsledků numerické simulace tažení výlisku metodou konečných prvků s využitím specializovaného softwaru Pam-Stamp TM a experimentálně zjištěných veličin. Porovnanými veličinami jsou hlavní logaritmické deformace ve vybraných řezech výlisku, průběh tlouštěk, střední čáry a bodů obrysu příruby výlisku. Všechna vstupních data simulace jsou experimentálně zjištěna (měřené mechanické vlastnosti plechu, měřen součinitel tření, měřena geometrie lisovacího nástroje, ...). Na závěr je provedena diskuse vhodnosti softwaru Pam-StampTM pro virtuální lisovaní výlisků obdobných tvarů.
Typ:
Stať ve sborníku z lokální konf. česky