|
|
Optimalizace skeletu kabiny traktoru
Saňák, Stanislav ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou spojenou s návrhem skeletu kabiny traktoru. Zemědělské stroje, mezi které se mimo jiné řadí právě traktory, se využívají pro práci ve velmi obtížných podmínkách, jako jsou například pole nebo lesní terén. Tato prostředí jsou typická svým nerovným, kopcovitým a často nezpevněným povrchem. Práce v tak extrémně nebezpečném prostředí je velkou výzvou především pro obsluhující posádku těchto strojů. Velmi často se stává, že při zdolávání takového terénu řidič nezvládne řízení vozidla a následkem toho dojde k překlopení traktoru na stranu nebo střechu vozidla, v horším případě dokonce k opakovanému překlápění vlivem setrvačnosti. V takové situaci je jedinou možnou záchranou posádky přítomnost ochranného rámu kabiny traktoru. Při překlopení takového vozidla však dochází k extrémnímu zatížení rámu kabiny vlivem působící hmotnosti traktoru a mnohdy také jeho nákladu. V minulosti bylo příčinou nejvyšší nehodovosti s následným úmrtím posádky traktoru právě překlopení vozidla, a z toho důvodů byly vytvořeny normy s cílem snížení tohoto typu nehodovosti. V rámci těchto norem jsou traktory testovány na tyto kritické situace, aby byla zajištěna maximální možná bezpečnost posádky. V dnešní době musí každý vyrobený traktor tyto normy splňovat. Protože jsou tyto zkoušky destruktivního charakteru, je cenově a časově úspornější nejprve provést zkoušky pomocí numerických simulací, v rámci kterých se kabina traktoru zoptimalizuje tak, aby dané testy úspěšně splnila. Skutečné zkoušce je pak podroben finální, již zoptimalizovaný rám kabiny. V rámci této práce byla provedena numerická simulace metodou konečných prvků skeletu kabiny traktoru zkoušky ROPS (Roll-Over Protective Structure), která simuluje překlopení traktoru. Na základě výsledků simulace byly provedeny optimalizace kabiny nezbytně nutné ke splnění této zkoušky skládající se z několika zátěžných stavů. Takto zoptimalizovaný rám kabiny byl následně podroben základní dynamické analýze (modální analýze). Pomocí této analýzy byly nalezeny ty vlastní frekvence kabiny, které by mohly být vybuzeny v případě působení typického buzení na tuto strukturu (nerovnosti vozovky, vibrace od motorové jednotky a podobně). V poslední řadě byla na základě reálných hodnot získaných z uskutečněného experimentálního měření provedena harmonická analýza. Při této analýze byla sledována odezva rámu na buzení, které odpovídalo skutečnému buzení motorové jednotky.
|
|
|
Pevnostní analýza rotoru turbodmychadla stacionárního spalovacího motoru
Kejval, Dan ; Kudláček, Petr (oponent) ; Novotný, Pavel (vedoucí práce)
Rotory turbodmychadel jsou vysoce namáhané součásti, které jsou vystaveny značnému tepelně-mechanickému zatížení. Tato diplomová práce poskytuje rešerši problematiky tohoto zatížení u rotorů turbodmychadel a zaměřuje se na analýzu teplotního pole a pevnostní analýzu rotoru turbodmychadla stacionárního spalovacího motoru za různých ustálených provozních stavů, zvláště na stav při maximálním tepelně-mechanickém zatížení. K analýze byl použit software Ansys Mechanical, který metodou konečných prvků umožňuje vypočítat teplotní pole a zároveň identifikovat a vyhodnotit kritická místa rotoru. Výsledkem práce je posouzení bezpečnosti rotoru, včetně rizika uvolňování kroužků předepnutých na hřídeli rotoru.
|
|
|
Verifikace numerické simulace s pomocí 3D optického systému pro měření deformací
Zakl, Alexandr ; Peterková, Eva (oponent) ; Řiháček, Jan (vedoucí práce)
Tato diplomová práce pojednává o aktuálním stavu optické metrologie v technické praxi a jejím zařazení do procesu výroby a optimalizace dílů vyrobených hlubokotažnými metodami tváření. První část práce je věnována základním termínům a znalostem z oblasti optické metrologie, hlubokého tažení a simulaci pomocí metody konečných prvků. V návazné experimentální části následují kapitoly o měření materiálových vlastností a tvorbě modelů pomocí digitální korelace obrazů a také měření deformačních sítí na hluboko tažených dílcích poskytnutých firmou ACO, pomocí fotogrammetrického systému Argus. Pro porovnání je v diplomové práci používán simulační software PAM-Stamp založený na metodě konečných prvků od firmy ESI-Group. Ten byl použit pro simulaci procesu tváření a poskytnutí předpovědi stavu dílce vycházejícího z procesu výroby. Kromě samotného měření tvářených dílců bylo optické měření také využito při tvorbě materiálových modelů, které posloužily i jako vstupní data do simulačního softwaru. Poslední kapitola se zabývá vyhodnocením a porovnáním naměřených a simulovaných dat a vyvozením závěrů o spolehlivosti optických systémů a moderních technologií v technické praxi.
|
|
|
Využití konečné lomové mechaniky pro korekci měření lomové houževnatosti u vzorků s různou geometrií kořene vrubu
Dohnal, Petr ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Práce se zabývá využitím numerických simulací a teorie konečné lomové mechaniky pro analýzu podmínek při vzniku trhliny vkeramickém zkušebním vzorku s vrubem (zatíženém čtyřbodovým ohybem) a možnými způsoby korekce lomové houževnatosti stanovené experimentálně na vzorcích srůzným poloměrem zaoblení vrubu. Za tímto účelem byl vytvořen parametrický výpočtový model pro simulaci zkoušky lomové houževnatosti čtyřbodovým ohybem. V prvním kroku byl odladěn výpočet kritické síly, při níž dojde ke vzniku trhliny ve zkušebním vzorku se zaobleným vrubem a jejímu následnému nestabilnímu šíření skrze zbývající průřez vzorku. K tomuto účelu byla použita metoda konečných prvků (MKP) a sdružené energeticko-napěťové kritérium. V dalším kroku byl výpočet lomových sil aplikován i na sadu experimentálních vzorků s cílem porovnat numerickou predikci s hodnotami naměřenými experimentálně. V práci jsou dále navrženy dva způsoby korekce lomové houževnatosti stanovené experimentálně. Jeden pro korekci naměřených hodnot přímo využívá numerického výpočtu s využitím sdruženého energeticko-napěťového kritéria. V druhém případě byla pomocí numerické simulace odvozena korekční funkce, která již pro samotné použití výpočet MKP nepotřebuje. Korekce naměřené lomové houževnatosti pomocí funkce se ukázala jako lepší, avšak ne zcela účinná pro celý rozsah zkoumaných poloměrů zaoblení v kořenu vrubu. Při porovnání s dalšími korekčními funkcemi nalezenými v literatuře lze konstatovat, že v práci navržený postup korekce poskytuje do určitého poloměru zaoblení vrubu lepší shodu s reálnou hodnotou lomové houževnatosti daného materiálu.
|
|
|
Návrh průmyslového robotu se šesti stupni volnosti
Štefek, Ondřej ; Štěpánek, Vojtěch (oponent) ; Knoflíček, Radek (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem, výrobou a stavbou robotu se šesti stupni volnosti a sériovou kinematickou strukturou. V úvodu práce jsou přiblíženy jednotlivé druhy robotů, používané převodovky, energetická média a je zde nastíněn princip přímé a inverzní kinematiky robotů. V dalších kapitolách je rozebrán systémový přístup tvorby robotu, výběr optimální varianty a následně kinematika a dynamika robotu, která dále navazuje na princip tvorby odlitků, konstrukční uzly robotu a jeho elektrotechniku a programování řídícího systému. U pastorků a hřídele páté osy je provedena analýza bezpečnosti vzhledem k meznímu stavu pružnosti. Tento návrh robotu je pak finančně porovnán s komerčně dostupným průmyslovým robotem. Pro robot je, mimo další přílohy, vypracována výkresová dokumentace, schéma elektro zapojení a analýza bezpečnosti robotického pracoviště. Robot a navazující robotické pracoviště je fyzicky postaveno v dílnách Ústav výrobních strojů, systémů a robotiky v Brně.
|
|
|
Analysis of the procedure for identifying potentially dangerous locations of weld joints in thin-walled metal structures during life assessment
Doležel, Daniel ; Pavlík, Ondřej (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
The fatigue assessment of welds in thin-walled metal structures is vital for ensuring structural integrity in proposed designs. Despite established criteria and S-N curves, fatigue analysis of welded joints for geometrically complex structures presents inherent challenges. The primary obstacle lies in identifying the fatigue-critical locations for detailed assessment, a task that can be highly time-consuming, even with finite element modeling (FEM). This thesis thoroughly examines weld fatigue assessment, encompassing a review of the relevant literature, commercial solutions, and the practical context of railway industry standards and the FKM Guideline. A significant contribution is the development of automated FEMAP API programs for Siemens FEMAP software, aimed at streamlining the analysis process. These programs reduce time and effort by employing a simplified analysis approach based on local nominal stress assessment, in accordance with the FKM Guideline. The methodology, supported by the developed programs, is described and demonstrated in this thesis. The practical implications of this work extend to providing an efficient alternative to commercial software, ultimately enhancing the efficiency of weld fatigue analysis in structural engineering applications.
|
|
|
Modifikace konstrukce a CFD simulace plnícího ventilu
Klíma, Štěpán ; Kohút, Jiří (oponent) ; Klas, Roman (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem vedení plnícího ventilu pomocí metody kovového 3D tisku pro aplikaci v hydraulickém lisu. Výroba vedení plnícího ventilu tradičními formami výroby je personálně, časově, ekonomicky a technologicky náročným procesem a metoda kovového 3D tisku může pomoci některé tyto výzvy překonat. Úvod práce se zabývá vysvětlením funkce plnících ventilů v mechanismu hydraulických lisů a stručným představením technologií výroby vedení ventilu včetně technologie kovového 3D tisku. Následuje vysvětlení nové konstrukce vzhledem k použité technologii. Dále je vytvořena pevnostní analýza pomocí metody MKP pro zjištění funkčnosti vedení ventilu a optimalizaci jeho tvaru. V této části se iterativním postupem podařilo dosáhnout snížení redukovaného napětí v žebrech na 68 % redukovaného napětí původní konstrukce změnou geometrie vedení ventilu. Současně je také zpracován teoretický úvod MKP včetně vysvětlení nelinearit v MKP. Následně je v práci zpracováno porovnání hydraulických ztrát vzniklých průtokem oleje původním ventilem a ventilem s modifikovaným vedením ventilu. Obdobně je i zde zpracována teoretická část uvádějící základy CFD, tvorbu sítě a modely turbulence.
|
|
|
Rešeršní studie norem pro pevnostní analýzu totální endoprotézy kolenního kloubu
Štaffová, Markéta ; Hájek, Petr (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá studiem norem pro deformačně napěťovou analýzu TEP (totální endoprotéza) kolenního kloubu – především femorální komponenty. V první části práce je provedena rešerše TEP kolenního kloubu od anatomie, pohybů a zatížení kolenního kloubu, až po zdravotní indikace k jeho výměně. Jsou zde popsány části a typy kolenní endoprotézy včetně použitých materiálů a životnosti kolenních endoprotéz. Další část práce se zabývá technické normy, které se používají pro kolenní endoprotézy, podrobněji jsou uvedeny normy pro předklinické hodnocení a normy pro testování komponent TEP pomocí počítačových softwarů metodou konečných prvků. Poslední část práce prezentuje aplikaci normy pro testování femorální komponenty pomocí MKP na porovnání dvou femorálních komponent a jejich deformačně napěťovou analýzu.
|
|
|
Řešení úloh pružnosti pomocí stochastické metody konečných prvků
Liščák, Milan ; Boháč, Petr (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
Práce se zabývá naprogramováním algoritmů založených na metodě konečných prvků (MKP) a stochastické metodě konečných prvků (SMKP), určených pro deformační a napěťovou analýzu prutových soustav a rovinných úloh. Jednotlivé kódy jsou vytvořeny ve volně dostupném programu PyCharm. U prutových soustav i rovinných úloh je algoritmus vysvětlen na jednoduché úloze a ověřen na úloze složitější. Výsledky z MKP výpočtů jsou verifikovány výsledky z programu ANSYS Workbench. Vypočtené posuvy a reakční síly ve vazbách jsou shodné s výsledky z ANSYSu pro všechny řešené případy. Při výpočtu napětí u rovinných úloh vznikají drobné odchylky oproti ANSYSu. Důvod tohoto jevu není znám, jelikož společnost ANSYS neuvádí přesnou metodiku výpočtu napětí. Při SMKP výpočtech mají hodnoty modulu pružnosti v tahu, meze kluzu a zatěžujících sil charakter normálního rozdělení. Kódy jsou opakovaně spouštěny a na základě variability výsledků je spočtena pravděpodobnost poruchy (resp. bezporuchového provozu).
|
|
|
Mechanismy otoče a pojezdu jeřábové kočky mostového regálového jeřábu 30 t
Zicho, Jan ; Bartušek, Filip (oponent) ; Škopán, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem některých mechanismů mostového regálového jeřábu pracujícího s plechovými svitky ve skladu ocelárny. Cílem této práce je zpracování technické výpočtové zprávy sestávající se z návrhu pojezdového a otočného mechanismu jeřábové kočky nosnosti 30 tun a pojezdového mechanismu jeřábové kabiny. Součástí technické zprávy je i pevnostní výpočet hlavního rámu kočky pomocí MKP a výkresová dokumentace hlavních částí jeřábové kočky. Řešená diplomová práce vznikla v rámci spolupráce s firmou KPC a.s.
|
host ::
RSS.