|
|
Nanášení tenkých kovových povlaků na polymerní materiály
Zatloukal, Filip ; Furmann, Denis (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Studium poddajných kontaktů z pohledu tribologických vlastností je velmi komplikované, jelikož materiály, jako jsou polymery či pryže, se vyznačují velmi nízkou odrazivostí a elektrickou vodivostí. Tyto vlastnosti významně omezují možnosti použití konvenčních metod, které se využívají ke studiu tvorby mazacího filmu a toku maziva. Aby bylo možné zavedené metody využít, je nutné na neodrazivý povrch nanést tenkou odrazivou vrstvu. V této práci je provedena kritická rešerše aktuálních vědeckých prací zabývajících se nanášením povlaků na polymerní materiály a na základě analýzy dostupných technologií je vybrána metoda, kterou je na polydimethylsiloxanový (PDMS) vzorek nanesena tenká odrazivá vrstva různých kovů. Následně je představena studie proveditelnosti, jejímž cílem bylo objasnit, jakým způsobem nanesení vrstvy ovlivní třecí vlastnosti PDMS. Tato práce může výrazně přispět v oblasti studia poddajných kontaktů a to zejména z pohledu objasnění mechanismů mazání.
|
|
|
The effect of viscoelasticity and operating conditions on friction of compliant contacts
Quinn, Cheney ; Daniel, Matej (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Compliant contacts containing polymer or rubber members may be found in both technical and biological applications. Despite the development in the field, certain effects influencing the tribological performance of these contacts are yet to be investigated. This work investigates the effects of kinematic conditions, configuration, viscoelasticity, and lubricant viscosity on friction in lubricated compliant contacts. Experimental data were also used to develop a numerical simulation capable of predicting fluid friction in compliant contacts. Mini Traction Machine (MTM) in the ball-on-disc configuration was used to successfully gain insight into the behaviour of compliant contacts, allowing the investigation of the mentioned effects. Findings in the technical applications have confirmed that viscoelastic effects are present in all configurations, being soft-on-hard, hard-on-soft and soft-on-soft, where they seem to be more profound in the configurations using compliant discs. The experimental data also suggest that the slide-to-roll ratio affects rolling friction in all configurations which is contrary to current literature. Data from the biological applications suggest that native lubricants may be substituted by simple lubricants under certain conditions. These findings have the potential to lay the ground for further investigations of compliant contacts.
|
|
|
Konstrukce mechanismu pro vyvození malého zatížení
Polnický, Vojtěch ; Galas, Radovan (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je provést konstrukční návrh a zhotovení výkresové dokumentace přípravku pro vyvození malých zatížení. Mechanismus se v případě realizace stane součástí laboratorního tribometru konfigurace ball-on-disk v laboratořích ÚK FSI VUT v Brně. V první části práce je provedena kritická rešerše tribologických simulátorů s ohledem na uspořádání testovaných těles a způsob zatěžování. Na základě analýzy uvedených informací jsou následně navrženy čtyři konstrukční varianty. Zvolená finální varianta je dále podrobně popsána, jsou zmíněny její výhody i nevýhody. Zvolené řešení je vypracováno do podoby výkresové dokumentace a elektronických modelů.
|
|
|
Experimentální studium součinitele tření v náhradách kyčelního kloubu
Tkadlec, Tadeáš ; Urban, Filip (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá experimentálním studiem součinitele tření v náhradách kyčelního kloubu. Měření byla realizována na zařízení Mini Traction Machine v konfiguraci ball-on-disc. Cílem přitom bylo stanovit vliv materiálu, kinematických podmínek a složení modelové synoviální kapaliny na vývoj součinitele tření v čase. Pro tento účel byly využity tři různé materiály vzorků (kov, keramika, polymer), dvě rozdílné rychlosti (5,7 mm/s; 22 mm/s), tři stupně prokluzu (SRR = 0 %; SRR = -150 %; SRR = 150 %) a šest různých modelových kapalin obsahujících proteiny albumin a -globulin v různých poměrech a koncentracích. Výsledky jsou zpracovány ve formě grafů vývoje součinitele tření v čase a jsou konfrontovány s doposud publikovanými studiemi.
|
|
|
Teplotní analýza plastového dílu metodou konečných prvků
Zemanová, Lucie ; Nečas, David (oponent) ; Zatočilová, Aneta (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá deformací plastového dílu po teplotním zatěžování a způsobem zpracování digitálních dat pro teplotní analýzu. Je nastíněna problematika optické digitalizace, pomocí které byla získána vstupní data a metody následného zpracování za účelem teplotní analýzy. Je provedena teplotní analýza metodou konečných prvků pomocí softwaru ANSYS Workbench. Také je stručně popsána samotná metoda konečných prvků. Práce navazuje na již provedená měření za využití fotogrammetrie, cílem je porovnání využitelnosti metody konečných prvků a fotogrammetrie v oblasti měření deformací.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Lubrication of Hip Joint Replacements
Nečas, David ; Daniel,, Matej (oponent) ; Sawae, Yoshinori (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with the lubrication mechanisms within hip joint replacements. A systematic study of protein film formation considering various materials and operating conditions was conducted, focusing on the role of particular synovial fluid proteins while the simultaneous presence of other proteins. Since the previously applied experimental approaches did not allow to separate the individual constituents of the model fluid, an optical measurement method based on fluorescent microscopy was developed. The verification of the method is presented performing two different studies focusing on the film thickness determination and lubricant rupture ratio at lubricated contact outlet, respectively. Due to several limitations of the fluorescent microscopy, the research was supported by the use of optical interferometry method, whose usage is demonstrated in the study dealing with the protein film formation in hip joint replacements considering real conformity of rubbing surfaces. The latest part of the thesis introduces a novel methodological approach enabling to assess the role of proteins in relation to protein film thickness based on in situ observation of the contact zone. The thesis presents original results extending the knowledge in hip replacement biotribology area towards the further development of implants preventing its failure due to limited service life.
|
|
|
Studium tření kyčelních kloubních náhrad s povlakem
Nosek, Matěj ; Streďanská, Alexandra (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývala vlivem povlaku na koeficient tření, který byl aplikovaný na povrch kyčelní kloubní náhrady. Cílem bylo porovnat jednotlivé kombinace s povlakem a bez povlaku s uvažováním třech modelových maziv. Experimentální měření probíhalo v konfiguraci kulička–jamka v kyvadlovém simulátoru kyčelního kloubu. Ke zpracování výsledků byl použit DEWEsoft, MATLAB a MS Excel. Při měření byly použity 4 hlavice, 2 jamky a 3 kapaliny. Povlak je na bázi polymerů vytvořených z PEGMA-360 a PEGDMA-550. Povlakem bylo docíleno snížení koeficientu tření maximálně o 5,4 % a zvýšení maximálně o 16,1 % oproti nepovlakovaným dvojicím. Výsledky práce mohou být užitečné pro další výzkum povlaku a jeho aplikace na kyčelní náhradu, což může vést k prodloužení životnosti implantátů.
|
|
|
MKP simulace elastohydrodynamického kontaktu
Brhlík, Rostislav ; Hartl, Martin (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá aplikací metody konečných prvků při simulacích elastohydrodynamického (EHD) mazání. Pro výpočet je použit komerčně dostupný software COMSOL, přičemž jsou detailně analyzovány dva rozdílné způsoby modelování EHD mazání v tomto programu. Jako první je zpracován nový přístup s využitím modulu Thin-Film Flow, kdy jsou zároveň podrobně popsány některé jeho nedostatky. Jedná se vůbec o první publikovanou práci věnující se komplexněji EHD simulacím v modulu Thin Film Flow. S ohledem na limitace, které s modulem Thin Film Flow souvisí, je v druhé části práce vytvořen model liniového kontaktu s využitím modulu pro zavádění parciálních diferenciálních rovnic (PDE). Na základě dostupné literatury je vytvořený model částečně verifikován s uvažováním různých hodnot vstupních parametrů. Následně je analyzován vliv rychlosti pohybu kontaktních povrchů na tlak a tloušťku maziva v kontaktu. V poslední části práce je zkoumán vliv hodnot některých parametrů na výsledné hodnoty kontaktního tlaku a tloušťky maziva, stejně tak i na numerickou stabilitu celého modelu.
|
|
|
Metodická příručka a digitalizace zubového čerpadla
Ševčík, Ondřej ; Nevrlý, Josef (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce si klade za cíl vytvořit metodickou příručku pro práci se zubovým čerpadlem typu U10. V první částí je předložen rozbor jednotlivých komponent čerpadla společně s popisem jeho hlavních charakteristik. Dále je provedena identifikace závady včetně návrhu opravy. Veškeré operace jako je demontáž, kontrola, oprava závady i montáž jsou podrobně popsány formou technologických postupů. Po provedení opravy byla experimentálně ověřena funkčnost čerpadla. S využitím softwaru SolidWorks byla v rámci práce navíc provedena kompletní digitalizace jednotlivých částí čerpadla. Poslední část práce se zabývá MKP analýzou kontaktu ozubených kol. Pro tento účel byl využit výpočetní systém ANSYS Workbench.
|
|
|
Analýza mazání TEP kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie
Tkadlec, Tadeáš ; Daniel, Matej (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá experimentální analýzou mazání totální endoprotézy kyčle s využitím fluorescenční mikroskopie, přičemž se jedná o vůbec první práci zaměřenou na takzvané měkké kloubní páry. Experimenty byly provedeny na simulátoru kyčelního kloubu, který byl upraven a odladěn pro účely fluorescenční mikroskopie. Cílem bylo stanovit vliv jednotlivých složek synoviální tekutiny na proces mazání. Pro tyto účely byly navrhnuty rozdílné modelové kapaliny, které reprezentovaly složením, obsahem proteinů a ostatními složkami lidskou synoviální kapalinu. Experimenty byly rozčleněny na experimenty sledující vliv proteinu albuminu, -globulinu a kyseliny hyaluronové při procesu mazání. Dále byly experimenty rozčleněny podle způsobu zátěže do dvou kategorií na experimenty probíhající při dynamickém zatížení (reprezentující chůzi) a kombinovaném zatížení (reprezentující stání a krátkodobou chůzi). Výstupem z provedených experimentů byly hodnoty fluorescenční intenzity popisující mazání v závislosti na čase, které představovaly bezrozměrný parametr tloušťky mazacího filmu. Tyto hodnoty byly zaznamenány do grafů a doplněny o fluorescenční snímky z charakteristických částí měření. Takto naměřená data byla následně konfrontována s doposud publikovanými články. Výsledky ukázaly, že z hlediska formování filmu je zásadní složkou synoviální kapaliny protein albumin, zatímco protein -globulin společně s kyselinou hyaluronovou formují tenkou stabilní vrstvu, na kterou následně adsorbuje právě albumin.
|
host ::
RSS.