Laboratoř partikulárních látek a 3D skenování

Laboratoř je zaměřena na studium chování partikulárních látek, zejména zemin, a na analýzu jejich mechanických vlastností a interakcí. Pracoviště slouží jak pro experimentální výzkum, tak pro výuku moderních přístupů k měření v oblasti mechaniky sypkých materiálů a jejich numerického modelování.

Experimentální část laboratoře je vybavena laboratorními půdními žlaby, které umožňují studium interakce nástrojů se zeminou za řízených podmínek. Žlaby jsou vybaveny tažným mechanismem s plynulou regulací pohybu a tenzometrickým měřením horizontálních a vertikálních sil. Během experimentů je možné provádět online záznam silových účinků a následně analyzovat změny povrchu pomocí 3D skenování.

Další zařízení umožňují měření základních vlastností partikulárních materiálů, například sypného úhlu nebo smykového napětí. Tyto experimenty poskytují vstupní parametry pro numerické modelování a přispívají k lepšímu pochopení mechanického chování sypkých látek.

Významnou součástí laboratoře je 3D skenovací technika, která umožňuje detailní digitalizaci objektů i povrchů. K dispozici jsou optické i laserové skenery (např. Mantis Vision, PreciSCAN a Leica RTC360), které umožňují získávání mračen bodů s vysokým rozlišením a přesností. Tato data jsou využívána pro tvorbu digitálních modelů, analýzu opotřebení nástrojů nebo rekonstrukci terénu po zásahu zemědělských strojů.

Obrázek 1: Skenování pomocí 3D laserového skeneru PreciSCAN

Obrázek 2: 3D sken radličky pro analýzu opotřebení

Naskenovaná data lze dále zpracovávat pomocí softwarových nástrojů pro reverzní inženýrství a analýzu (např. Geomagic Design X, Geomagic Control X, Leica Cyclone nebo RealityCapture). Výstupy jsou následně využívány ve spojení se simulačními nástroji.

Numerické modelování je realizováno pomocí softwarového balíku Ansys, který umožňuje simulace mechanických i proudových dějů. Pro analýzu pevných těles je využíván zejména Ansys Mechanical, pro proudění a interakci tekutin Ansys Fluent a pro modelování partikulárních systémů software Ansys Rocky využívající metodu diskrétních prvků (DEM). Tím je umožněno komplexní propojení experimentálních dat s numerickými simulacemi.

Laboratoř tak poskytuje komplexní prostředí pro experimentální i simulační studium partikulárních materiálů a jejich interakcí s technickými systémy.

Galerie