Naslov
Numeričko optimiranje krutosti konstrukcije
(Numerical optimization of the structure stiffness)

Autori
Novak, Matija

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
05.03

Godina
2015

Stranica
43

Mentor
Jarak, Tomislav

Ključne riječi
lučni nosač, aluminij, metoda konačnih elemenata, krutost
(curved beam, aluminum, Finite Element Method, stiffness)

Sažetak
U radu je izvršena numerička analiza krutosti konstrukcije robotiziranog sustava koji se koristi u području neurokirurgije. Dio konstrukcije koji se proračunava je lučni nosač na koji dolazi alat koji se koristi prilikom operacije. Predviđeno je da nosač bude izrađen je aluminija. Cilj proračuna je odrediti kako će se konstrukcija ponašati pod zadanim opterećenjem i koliki će tada biti maksimalni pomaci. Za to je najprije potrebno odrediti koji su konačni elementi optimalni za analizu zadane konstrukcije. Prije numeričke simulacije ponašanja predložene konstrukcije nosača, napravljena je verifikacija na dva modela. Prva verifikacija je provedena na lučnom nosaču oblika četvrtine kružnice punog pravokutnog poprečnog presjeka, ukliještenom na jednom kraju i opterećenom silom na drugom kraju. Druga verifikacija je provedena na lučnom polukružnom nosaču kutijastog profila, ukliještenom na oba kraja i opterećenog silom u sredini. Isti proračuni su provedeni i u računalnom programu Abaqus te je provedena usporedba dobivenih rezultata. Za verifikaciju u Abaqusu su korišteni heksaedarski i tetraedarski konačni elementi prvog i drugog reda. Nakon verifikacije prikazana je numerička analiza pomaka u realnom modelu primjenom metode konačnih elemenata u računalnom programu Abaqus. Konstrukcija je opterećena kontinuiranim opterećenjem koje djeluje na površinu na mjestu gdje dolazi prihvatni mehanizam alata i ukliještena na obje strane. Numerička simulacija je provedena korištenjem heksaedarskih i tetraedarskih elemenata drugog reda. Pretpostavlja se da je jedino opterećenje koje djeluje kontinuirano opterećenje na toj površini. Primarni cilj je analiza pomaka, jer je analizom naprezanja utvrđeno da se u nosaču događaju samo elastične deformacije puno manje od granice tečenja materijala, pa daljnja analiza naprezanja nije potrebna. Na kraju su uspoređeni pomaci za konstrukciju izrađenu od različitih materijala da bi se odredilo koji od materijala je najbolji za izradu konstrukcije. Usporedbom je utvrđeno da je za izradu konstrukcije najpogodniji aluminij.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA