VisionLab zprostředkovává studentům vedení bakalářských a diplomových prací zaměřených na témata související s měřením deformací pomocí optických měřicích systémů využívajících metodu digitální korelace obrazu.
Témata závěrečných prací jsou inspirovaná aktuálními problémy řešenými v inženýrské praxi a neprobádanými oblastmi využití metody DIC. Závěrečné práce jsou vedeny nejen odbornými lektory ústavu, ale i průmyslovými specialisty a vývojáři.
Zadání závěrečných prací není definitivní a je možné je přizpůsobit zaměření studentů nebo zpracovat témata navržená studenty.
1. Využití metody DIC při řešení základních úloh mechaniky těles
Práce bude zaměřena na využití metody digitální korelace obrazu (DIC) při řešení úloh mechaniky těles, které jsou náplní kurzů Pružnost a pevnost a Dynamika. Student srovná výsledky analytického výpočtu a/nebo výpočtu provedeného pomocí metody konečných prvků s experimentálním řešením dané úlohy, která bude měřena opticky a deformace budou vyhodnoceny pomocí metody DIC.
2. Analýza možnosti využití rolling shutter kamery při mechanických zkouškách materiálů
Videoextenzometry používané při zkouškách materiálů využívají kamery pracující metodou global shutter, kdy jsou všechny pixely čipu čteny najednou, díky čemuž reprezentují stejný časový okamžik. Značnou nevýhodou těchto kamer je vyšší cena, která může být až trojnásobná oproti kamerám pracujících metodou rolling shutter. U těch dochází ke kontinuálnímu čtení pixelů z čipu, řádek po řádku, čímž může docházet ke zkreslení záznamu pohybujících se předmětů. Cílem práce bude experimentálně ověřit vhodnost použití rolling shutter kamery pro zkoušky materiálů při kvazistatickém zatěžování, případně stanovit limitní rychlost deformace, která ještě umožňuje jejich použití.
3. Aplikace metody DIC při analýze pohybu člověka
Analýza pohybu člověka nalézá uplatnění jak v lékařských, tak ve sportovních aplikacích. V medicíně může studium pohybových vzorců pomoci jak při diagnóze, tak při léčení. Sportovci mohou analýzou pohybu zlepšit své výkony. Cílem práce bude provést rešerši v oblasti snímání pohybu člověka pomocí kamer a v experimentální části práce následně vyzkoušel využití metody DIC pro tento účel.
4. Využití mirrorless fotografických přístrojů pro analýzu deformací pomocí DIC
Technologie bezzrcadlových fotoaparátů umožňuje oproti digitálním zrcadlovkám vyšší rychlosti snímání a výrazně menší vibrace při expozici právě díky absenci sklopného zrcátka. Tyto vlastnosti v kombinaci s pokročilými senzory s vysokým rozlišením mohou potenciálně najít využití i v oblasti měření deformací. Cílem práce bude srovnat optické měření deformací pomocí metody digitální korelace obrazu při využití bezzrcadlového fotoaparátu a standardní kamery pro počítačové vidění.
5. Konstrukce zkušebního zařízení pro zatěžování malých vzorků dvouosým tahem
Cílem práce je navrhnout zařízení pro zatěžování malých vzorků dvouosým tahem. Pro výzkum mechanismu vzniku plastických deformací a porušení materiálu se experimenty realizují na vzorcích milimetrových rozměrů. Zařízení musí umožňovat ovládat nezávisle obě osy zatížení v rozsahu do 500 N. Pro měření deformací na povrchu malých vzorků bude využita metoda DIC.
6. Vytvoření výpočtového modelu tenzometrické mřížky
Předmětem práce je rešeršní studie zaměřená na modelování tenzometrické mřížky pomocí metody konečných prvků při určování přetvoření. Poznatky získané z rešeršní studie student využije při vytvoření výpočtového modelu v programu ANSYS, na kterém budou posuzovány jednotlivé způsoby aproximace reálné tenzometrické mřížky. Práce je zaměřena na experimentální a výpočtovou oblast.
7. Analýza možnosti využití metody DIC u nestandardních materiálů
Pro správné využití metody digitální korelace obrazu (DIC) je nezbytné, aby byl na povrchu měřeného tělesa přítomen vysoce kontrastní, anizotropní, neopakující se vzor. Většina měřených povrchů tyto podmínky nesplňuje, proto je nutné tento vzor vytvořit. Student v práci provede rešerši týkající se tvorby kontrastního vzoru na nestandardních vzorcích a následně je experimentálně ověří.
8. Skenování a hodnocení ruky pacienta s Dupuytrenovou kontrakturou
Dupuytrenova kontraktura je onemocnění ruky charakterizovaná tvorbou uzlů a kontrahujících pruhů v dlani a na prstech, které způsobují kontraktury kloubů a progresivní funkční postižení ruky. Onemocnění se projevuje trvalým ohnutím – kontrakturou – jednotlivých prstů ruky. Cílem práce bude návrh metodiky pro tvorbu skenu postižené ruky pacienta a návrh automatického postupu pro vyhodnocení geometrických parametrů popisující stav postižení.