Numerické modelování tvaru napěťových pulzů při SHPB měření

Abstract

Předmětem této bakalářské práce je shrnutí poznatků a faktů o šíření vlnění jednorozměrným kontinuem, zejména v dlouhých tenkých tyčích, o principech měření metodou SHPB, o technikách tvarování pulzu a okrajově i o metodách numerické mechaniky. Z teoretického úvodu vychází část praktická, kde je vytvořen zdrojový kód pro tvorbu parametrického modelu typické sestavy SHPB pro prostředí LS-DYNA. Redukovaná sestava je pak metodou konečných prvků podrobena citlivostní studii. Nakonec je provedena parametrická studie tvarovače pulzu, která sleduje vliv geometrických vlastností tvarovače na tvar napěťového pulzu a která je včetně s procesů s ní spjatých algoritmizována, čímž je umožněno snadné zpracování výsledků a případné srovnání s experimentálními daty. Primárním výstupem práce jsou výsledky parametrické studie v podobě kvantifikované míry vlivu geometrie tvarovače na změnu tvaru pulzu a automatizační algoritmy pro tvorbu modelů, provedení simulací a vyhodnocení výsledků.

The bachelor thesis aims at a summary of findings and facts regarding wave propagation through a one-dimensional continuum, particularly through long slender bars. Furthermore, the work focuses on SHPB principles, techniques of pulse shaping, and finally, on methods of numerical mechanics. The practical part emanates from the theoretical one and offers a source code for creating a parametric model of the typical SHPB configuration for the LS-DYNA environment. The reduced configuration is then, by a finite element method, subjected to a sensitivity analysis. Then, a parametric analysis of a pulse shaper is carried out to reveal the influence of geometric properties of the pulse shaper on wave shapes. The analysis is algorithmized together with the processes involved, and thus, automated processing of results and a comparison with experimental data is enabled. The conclusion of the work thus constitutes of results of the parametric analysis and the amount of influence of pulse shaper's geometric properties on wave shapes. Finally, automation algorithms for creating models, rendering the simulations, and evaluation of outcomes are involved.