Diplomová práce se zabývá multifyzikální analýzou pracovního cyklu kolového rypadla EW100 pomocí pokročilé numerické simulace obousměrně spřaženou metodou DEM–MBD (Multi-body dynamika). Práce byla zpracována ve spolupráci se společností Wacker Neuson SE, která poskytla výchozí data, podklady a přínosné konzultace.

V úvodu práce student detailně popisuje metodu diskrétních prvků (DEM), dostupné modely kontaktů pro modelování zemin spolu s rešerší publikací zabývající se DEM-MBD analýzami a jejich zhodnocením. Dále je zde přiblížen princip DEM-MBD kosimulací. V další části navazuje detailní popis vybraných vlastností sypkých hmot.

Dále student provedl sérii experimentálních kalibračních zkoušek fyzikálních parametrů zeminy, jako je např. sypná hmotnost, koeficienty tření, restituce, valivého odporu apod. Tato měření probíhala na vzorcích zeminy za různých podmínek (suché a mokré). Pro kompletní popis sypké hmoty student detailně popsal, roztřídil pomocí sít a následně vhodně zařadil vybrané vzorky zeminy.

V hlavní části práce student provedl kalibraci materiálu v prostředí sofwaru EDEM pomocí vybraných kalibračních zkoušek. Zkalibrovaný materiál byl poté použit pro analýzu zatížení rypadla během pracovního cyklu. Dále student popsal části rypadla EW100 použitého pro MBD analýzu spolu s detailním popisem tvorby komplexního pohybu hydromotorů a použitých vazeb.

Poslední část se zabývá provedením DEM-MBD kosimulace pro určení silového zatížení působící na vybrané hydromotory při výkopovém cyklu. Průběhy výsledků síly v hydromotorech se podobají průběhu silám z naměřených hodnot, avšak jsou v některých případech výrazně nižší. Z tohoto důvodu student provedl několik analýz pro posouzení citlivosti parametrů spolu se silovými účinky v částicovém loži. I přes tyto snahy však výsledky nebyly dost uspokojivé přesné, avšak byl v závěru zmíněn postup pro zlepšení chování simulovaného materiálu. Zpracování tohoto postupu je z hlediska náročnosti nad rámec této diplomové práce, ale napomůže k budoucímu zkoumání.

Student pracoval velmi aktivně, prokázal hluboký zájem o téma i schopnost samostatně pracovat s pokročilými simulačními metodami. Dále se student podílel na fyzickém měření zemin přímo na testovacím polygonu firmy v Linci. Práce je značně rozsáhlá, kvalitně zpracovaná a plně splňuje veškeré cíle, jedinou výhradu mám k nepřesnosti u pokusu 2 v kapitole 8, kde byla hodnota Youngova modulu zvýšena ze 138 MPa na 250 MPa jako v použité simulaci, ne na 2,5 GPa jak je uvedeno.

Celkově práci přes uvedenou výhradu hodnotím rozsahem i kvalitou jako značně nadprůměrnou, jelikož byl model výkopového cyklu porovnán vůči naměřeným datům, proto ji doporučuji k obhajobě.

Pan Kubiš se ve své prací detailně věnuje komplexnímu zadaní, pro jehož vypracovaní je třeba skloubit znalost několika na první pohled nesourodých simulačních prostředí a schopnost pracovat s reálnými daty. A to v podobě sady naměřených signálů, fyzických vzorků zeminy a 3D dat reprezentujících geometrii výložníku stroje.

Diplomová práce je vhodně strukturována, přičemž každé její části se autor věnoval ve vhodném rozsahu. Teoretická část práce popisuje základní principy DEM modelovaní, principy kosimulace, dostupné materiálové modely a jejich specifika. Věnuje se též vysvětlení jednotlivých vlastností sypkých látek, na které je pak navázáno v dalších částech práce. Přínosnou částí práce je také přehled publikovaných prací a článků zabývajících se problematikou DEM a DEM-MBD kosimulace.

Student navrhl, aktivně se účastnil a vyhodnotil několik experimentů v laboratořích VUT a na testovacím polygonu firmy Wacker Neuson. K tomuto úkolu přistoupil velmi proaktivně a v rozsahu, který poskytl velmi dobrý základ pro práci ve virtuálním prostředí, kde část experimentů také replikoval. A to v prostředí DEM, či MBD+DEM za účelem kalibrace navrženého materiálového modelu.

Sestavení multibody modelu rypadla a jeho řízení pomocí poskytnutých dat student zvládl samostatně, detaily aktivně konzultoval. Sestavil tedy model pro účely kosimulace a provedl simulaci pracovního cyklu rypadla a z té plynoucí studii pro znázornění vlivu měnících se parametrů materiálového modelu zeminy.

V závěrečné diskuzi autor vhodně komentuje získané výsledky a další moznosti zpřesnění materiálového modelu. Zamýšlí se nad užitými předpoklady ve smyslu diskretizace jak na straně DEM, tak MBD. Celkově se jedná o velice zdařilou diplomovou práci, která vyniká svou komplexností a potenciálem pro reálnou aplikaci a další rozvoj metody. Jediné, co bych autorovi vytknul jsou občas se objevující překlepy. Zdůraznit bych však chtěl zájem, který student o problematiku projevil a pečlivost, se kterou zapracovával podněty a výstupy z konzultací. Topics for thesis defence:

1. Jaký další experiment či experimenty by byly vhodné pro ověření chování materiálového modelu při dynamickém impaktu, který okrajovými podmínkami odpovídá prvotnímu kontaktu břitu nástroje s povrchem materiálu?
2. Jaké metody či metriky jsou vhodné pro porovnání naměřených dat a výsledků simulace během pracovního cyklu rypadla?