Témata prací (Výběr práce)Témata prací (Výběr práce)(verze: 285)
Detail práce
   Přihlásit přes CAS
Částicové kompozity - simulace vztahu napětí a deformace pomocí metody konečných prvků
Název práce v češtině: Částicové kompozity - simulace vztahu napětí a deformace
pomocí metody konečných prvků
Název v anglickém jazyce: Particulate composites - simulation of stress-strain relationship
using finite element method (FEM)
Akademický rok vypsání: 2016/2017
Typ práce: bakalářská práce
Jazyk práce:
Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
Vedoucí / školitel: Ján Šomvársky, CSc.
Řešitel:
Zásady pro vypracování
V rámci práce bude vytvořen model kompositu v programovém prostředí COMSOL Multiphysics a provedena simulace jeho rovnovážného mechanického chování.
Seznam odborné literatury
[1] Burak Erman, James E. Mark: Structures and Properties of Rubberlike Networks, Oxford Univesity Press 1997
[2] L. R. G. Treloar: The Physiscs of Rubber Elasticity, 3rd edition, Oxford University Press 2005
Předběžná náplň práce
Termínem částicové kompozity se označují materiály tvořené polymerní matricí, která obsahuje částice obvykle anorganického tuhého materiálu – plniva. Částicové kompozity jsou důležitou třídou materiálů. Používají se jako konstrukční materiály, inženýrské materiály s unikátními vlastnostmi, ochranné nátěry, zubní materiály nebo plněné hydrogely hlavně v medicíně. Mechanické vlastnosti kompozitního materiálu závisí na stavu polymerní matrice (kaučukovitý nebo skelný) a na jejich mechanických vlastnostech (daných molekulární strukturou polymeru). Na vlastnosti kompozitu má vliv rovněž množství plniva, rozložení a tvar částic, kvalita adheze, vlastnosti mezivrstvy.

Cílem práce je obeznámit se s molekulárními modely kaučukovité elasticity a bobtnání, se základy metody konečných prvků a s programem COMSOL multiphysics, který tuto metodu využívá na řešení velmi širokého spektra fyzikálních a technických problémů, a na jednoduchém modelu přispět k porozumění vztahu mezi strukturou polymerní matrice a vlastnostmi kompozitu.

Práce má teoretický charakter.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
Particulate composites with crosslinked polymer matrix and solid fillers are one of important classes of materials such as construction materials, high-performance engineering materials, sealants, protective organic coatings, dental materials, or filled hydrogels with application mainly in medicine. Important is the state of the matrix at service conditions or at the conditions of analysis; the matrix can be rubbery like in crosslinked elastomers, or glassy like in the majority of construction and engineering materials. Stress - strain relationship strongly depends on the molecular structure of polymer. It is influenced also by fraction of filler, distribution of positions and sizes of filler particles, quality of polymer-filler adhesion and properties of interlayer.

The aim is to get overview about existing molecular models of rubber elasticity, learn basics of the finite element method, and work with package COMSOL Multiphysics, which uses FEM for solving a wide spectrum of physical and engineering problems. Results based on a simple model should contribute to understanding of the relationship between structure of polymer matrix, volume fraction of filler, distribution of position and shape of filler particles on one hand, and properties of composite material on the other hand.

Work has a theoretical character.
 
Univerzita Karlova | Informační systém UK