|
| |
|
|
Dynamic model of nonlinear oscillator with piezoelectric layer
Sosna, Petr ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
This diploma thesis aims to analyze the behavior of a nonlinear magnetopiezoelastic vibrating beam. First, a~single-degree-of-freedom model of a real-world nonlinear energy harvester is developed. Numerical simulations of magnetic interaction provide a~basis for the mentioned stiffness nonlinearity. Qualitative and quantitative analyses of how the frequency response of such a~ system is affected by load resistance, amplitude of harmonic base excitation, and magnet separation distance are performed. Magnet separation distance acts as the main parameter that affects the level of nonlinearity and type of behavior. Therefore a significant portion of the work is dedicated to bifurcation diagrams, where the behavior and performance of the harvester are analyzed as a~function of magnet separation distance. These bifurcation diagrams also lead to performance maps, that could form the basis for efficient real-time tuning of the energy harvester. Important phenomena that can influence the harvested energy, when the system is excited by non-harmonic force, are also present. These include force impulses or noise-induced basin hopping.
|
|
|
Konstrukční návrh separátoru
Benda, David ; Nekvasil, Richard (oponent) ; Lošák, Petr (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem plynového separátoru dle normy ČSN EN 13445. Návrh je realizován na základě zadaných návrhových parametrů a základních rozměrů včetně jednotlivých pozic připojovacích přírub na zařízení dle příslušného schématu. Součástí zadání je rovněž zatížení hrdel od připojených potrubních tras k zařízení. Návrhový analytický výpočet je proveden v komerčním softwaru NextGen s rozborem jednotlivých použitých prvků. Dále jsou některé části zařízení detailně zkontrolovány a únavově posouzeny s využitím metody konečných prvků v komerčním softwaru Ansys. Součástí práce je rovněž výkresová dokumentace navrženého plynového separátoru.
|
|
|
Analýza vibrací interiéru jedoucího vlaku
Železník, Gabriel ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
V této diplomové práci je sestaven multi-body systém, simulující jízdu vlaku po železniční trati. Model je zaměřen na vznik vibrací v případě defektních stavů. Předmětem práce je zkoumání vlivu vibrací v interiéru kolejového vozidla. V první části práce je provedena rešerše publikovaných dynamických modelů. Jsou popsány různé možnosti při modelování železniční tratě a vlaku. Dále je v rámci rešerše představeno několik způsobu řešení, které lze pro simulaci jízdy vlaku po trati použít. Na základě rešerše byla konkrétně specifikována struktura modelu a způsob řešení. Hlavní oblastí zájmu je kolej, na které vibrace při kontaktu s kolem vznikají, a skříň vozu, ve které budou vibrace dále analyzovány. Z tohoto důvodu byly obě tyto části modelovány jako flexibilní tělesa. Sestavený model využívá pro popis flexibilních těles diskretizaci metodou konečných prvků. Výpočet v časové doméně je proveden pomocí zobecněných souřadnic a modální superpozice. V práci je podrobně popsáno sestavení modelu. Celý model je sestaven v prostředí Matlab a všechny kódy jsou součástí přílohy. Model umožňuje libovolně měnit všechny parametry tratě i vozu, včetně jejich geometrických vlastností. V modelu jsou zahrnuty 4 excitační mechanismy simulující tyto defekty: ploché kolo, podemletý pražec, poškozený pražec a opotřebení kolejnice. Po sestavení modelu jsou provedeny simulace za bezporuchových podmínek a podrobný popis chování jednotlivých komponent systému. Následně jsou provedeny simulace poruchových stavů, načež je kombinací všech defektů sestavena odezva skříně vozu pro analýzu vibrací v interiéru. V poslední části je odezva získaná z modelu převedena do frekvenčního spektra a využita k analýze náhodných vibrací v interiéru vozidla v prostředí Ansys. K analýze slouží 3D model stropního obložení vlaku, na kterém jsou porovnány účinky statického a dynamického zatížení. Pomocí analýzy náhodných vibrací byla stanovena oblast s největším napětím. V závěru je navržena úprava dílu, která vede ke zlepšení pevnostních vlastností sestavy.
|
|
|
Modální analýza lopatek oběžného kola vírové turbíny
Pekar, Marek ; Chromek, Lukáš (oponent) ; Lošák, Petr (vedoucí práce)
Cieľom tejto práce je získanie a porovnanie modálnych vlastností štyroch obežných kolies vírovej turbíny s rôznou geometriou. Jednotlivé vlastné frekvencie a vlastné tvary kmitu boli získané výpočtovým modelovaním pomocou programu Ansys a porovnané s výsledkami z experimentálnej modálnej analýzy. Výpočet a experiment prebiehal pre rôzne okrajové podmienky a v rôznych prostrediach. Začiatok práce je venovaný krátkemu prehľadu prác s obdobnou problematikou a stručnému úvodu do teórie dynamiky, kde sú odvodené rovnice pre tlmenú a netlmenú sústavu s jedným stupňom voľnosti. V druhej časti sa práca venuje tvorbe modelu geometrie získaného pomocou reverzného inžinierstva, ktorý bol následne využitý pre výpočet modálnych vlastností. V tretej časti sa práca venuje popisu použitých zariadení pri experimente, postupu merania a vyhodnoteniu výsledkov z experimentálnej modálnej analýzy. V závere tejto práce je porovnanie výsledkov získaných experimentom a výpočtovým modelovaním. Taktiež je vyhodnotený vplyv okrajových podmienok a vplyv prostredia na vlastné frekvencie.
|
|
|
Využití neuronových sítí pro výpočet průběhu záběrové tuhosti soukolí s čelními ozubenými koly
Planka, Michal ; Krpalek, David (oponent) ; Lošák, Petr (vedoucí práce)
Cieľom diplomovej práce bolo vytvoriť neurónovú sieť, ktorá po zadaní určených vstupných parametrov, vráti priebeh mernej tuhosti jedného páru zubov čelného ozubeného súkolesia. Ako tréningová množina pre neurónovú sieť slúžil súbor výsledkov priebehov tuhosti určených výpočtovým modelovaním, konkrétne pomocou metódy konečných prvkov. Dielčim cieľom práce preto bolo vytvorenie výpočtového modelu pre získanie daných priebehov. Za vstupné parametre boli zvolené počet zubov hnacieho i hnaného kolesa a zaťaženie súkolesia. Po vytvorení výpočtového modelu a ukončení série výpočtov nasledovalo vytvorenie neurónovej siete, pričom bola zvolená viacvrstvová architektúra siete s adaptačným algoritmom so spätným šírením chyby. Podarilo sa vytvoriť dostatočne výkonnú neurónovú sieť, ktorá je schopná určiť priebehy tuhosti pre naučené vzory i nenaučené vzory ležiace v intervale vstupných údajov. Vytvorenú neurónovú sieť je možné využiť na určenie priebehu mernej jednopárovej tuhosti čelného ozubeného súkolesia v rozsahu určených vstupných parametrov.
|
|
| |
|
|
Dynamika soustav těles s neurčitostním modelem vzájemné vazby
Svobodová, Miriam ; Lošák, Petr (oponent) ; Hadaš, Zdeněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vyhodnocením vlivu neurčité tuhosti na výchylky nástroje při zapichování. Vlivem nedostatečné tuhosti jednotlivých částí stroje vzniká při řezném procesu mechanické kmitání, které může poškodit nejen povrch obrobku, nástroj ale i stroj samotný. Změna tuhosti může vzniknout v důsledku opotřebení, vlivem nastavených řezných podmínek atd. V první části se nachází teoretický úvod do problematiky neurčitostí a výběr vhodné metody řešení. Vybranými metodami jsou zde Monte Carlo a expanze polynomiálního chaosu, které jsou zpracovány v prostředí MATLAB. Obě zmíněné metody jsou nejprve testovány na jednoduchých soustavách s neurčitými vstupy tuhostí. Tyto soustavy nahrazují části tuhostních charakteristik jednotlivých dílů suportu. Následně je definován model pro soustružení při operaci zapichování se třemi stupni volnosti a je provedena analýza neurčitosti a citlivostní analýza pro neurčité vstupní hodnoty tuhostí opět pomocí obou metod. V závěru práce jsou obě zmíněné metody porovnány jak z hlediska časové náročnosti, tak přesnosti. Z výsledných hodnot vyplývá, že změna tuhosti má značný vliv na kmitání ve všech stupních volnosti analyzovaného modelu. Pro názornost byla pro maximální a minimální vyhodnocenou výchylku metodou Monte Carlo vypočtena drsnost povrchu obrobku. Největší vliv na výsledné vibrace nástroje byl zjištěn u tuhosti kuličkového šroubu. Díky tomu bylo navrženo řešení pro stabilnější řezný proces.
|
|
|
Porovnání metod řešení nelineárních dynamických soustav
Krejčí, Jaroslav ; Lošák, Petr (oponent) ; Dušek, Daniel (vedoucí práce)
Cílem této práce je provést řešení pro daný typ nelineární dynamické soustavy o jednom stupni volnosti pomocí různých přibližných analytických metod a provést jejich vzájemné srovnání. V úvodu práce jsou popsány základní charakteristiky nelineárních dynamických soustav, způsoby jejich modelování a stručný popis základních analytických metod řešení. V další části je řešení zadané soustavy pomocí popsaných metod a srovnání získaných výsledků. V závěru práce jsou dané metody řešení porovnány s metodou konečných prvků programem ANSYS.
|
|
|
Introduction of loadcase „Creeping“ to a multi-body simulation
Volek, Matěj ; Lošák, Petr (oponent) ; Březina, Lukáš (vedoucí práce)
This master thesis is focused on implementation of the process simulating the “Creeping” loadcase into the existing interface used for multi-body simulation of vehicle drivetrain. The “Creeping” was defined as driving a vehicle without hitting a gas pedal in low gears. It was decided to simulate this state by introducing forces of the Driving resistance – Air Drag force Fa, Rolling Resistance force Fr and horizontal part of the Gravity force Fgx. These forces were modelled in SimulationX software and model for “Creeping” loadcase in SimulationX was defined – it was based on change of the angle of the hill grade, which gives the results needed for the Creeping behavior. Then Matlab files needed for the run and post processing of the simulation were created, which analyze the results in dependency on time or mean engine torque. Then the correctness of the process was controlled in comparison with experimental data. This comparison showed that the process is working without major problems; the results showed similar trend, but they were influenced by the lack of the input data from the experiment.
|
host ::
RSS.