|
|
Komplexní strukturální analýza kompresorového kola s využitím MKP
Chromek, Lukáš ; Nehybka, Jindřich (oponent) ; Civín, Adam (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím MKP softwaru ANSYS při analýze skutečného lopatkového kola radiálního kompresoru, používaného v malých leteckých turbínových motorech. Kompresorové kolo bylo navrženo a vyrobeno v První brněnské strojírně Velká Bíteš, konkrétně na Divizi letecké techniky. Cílem diplomové práce je komplexní analýza kompresorového kola, která se skládá z několika dílčích částí. První část je věnována strukturální statické a elasticko-plastické pevnostní analýze, za účelem posouzení velikosti napjatosti z hlediska mezního stavu pružnosti při použití lineárního a nelineárního modelu materiálu. Jako další následuje dynamická analýza. Konkrétně modální analýza, která dává představu o vlastních frekvencích a jejich tvarech kmitání lopatek, mezilopatek a celého kompresorového kola. Jako poslední je v práci provedena termální analýza při uvažování stacionárního i nestacionárního teplotního pole. Tato analýza je následně převedena na sdruženou úlohu, která dává představu o rozložení napětí vznikajícího díky teplené dilataci materiálu. Diplomová práce kopíruje postup výpočtových simulací, prováděných v praxi během etapy návrhu skutečného oběžného kola. Tedy ještě před vlastním procesem výroby a následném testování skutečného kompresorového kola.
|
|
|
Komplexní teoretická analýza metody sloupku pro zjišťování zbytkových napětí
Civín, Adam ; Holý, Stanislav (oponent) ; Plánička, František (oponent) ; Frydrýšek,, Karel (oponent) ; Vlk, Miloš (vedoucí práce)
Tato práce představuje komplexní analýzu metody uvolňování sloupku, určenou pro vyhodnocení zbytkové napjatosti v závislosti na hloubce odvrtaného materiálu. Jedná se o polodestruktivní experimentální metodu, jejíž princip, výhody, nevýhody a aplikovatelnost jsou v této práci diskutovány. Současně je zde také vzájemně porovnána metoda uvolňování sloupku s metodou vrtání otvoru, která je v praxi více rozšířena. Analýza všech aspektů metody uvolňování sloupku je realizována pomocí metody konečných prvků. Simulace, provedené na výpočtovém modelu, ověřily principy integrální metody a metody přírůstků deformace, a také poskytly podklady pro posouzení vybraných zdrojů nejistot, které významně ovlivňují přesnost měření a tím i přesnost vyhodnocení velikosti zbytkové napjatosti. Hlavním cílem práce je vytvořit globální teoretický přehled všech aspektů metody uvolňování sloupku a zpracovat je v přehledném a uceleném tvaru.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
|
|
Komplexní teoretická analýza metody sloupku pro zjišťování zbytkových napětí
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (vedoucí práce)
Tato práce představuje komplexní analýzu metody uvolňování sloupku, určenou pro vyhodnocení zbytkové napjatosti v závislosti na hloubce odvrtaného materiálu. Jedná se o polodestruktivní experimentální metodu, jejíž princip, výhody, nevýhody a aplikovatelnost jsou v této práci diskutovány. Současně je zde také vzájemně porovnána metoda uvolňování sloupku s metodou vrtání otvoru, která je v praxi více rozšířena. Analýza všech aspektů metody uvolňování sloupku je realizována pomocí metody konečných prvků. Simulace, provedené na výpočtovém modelu, ověřily principy integrální metody a metody přírůstků deformace, a také poskytly podklady pro posouzení vybraných zdrojů nejistot, které významně ovlivňují přesnost měření a tím i přesnost vyhodnocení velikosti zbytkové napjatosti. Hlavním cílem práce je vytvořit globální teoretický přehled všech aspektů metody uvolňování sloupku a zpracovat je v přehledném a uceleném tvaru.
|
|
|
Komplexní teoretická analýza metody sloupku pro zjišťování zbytkových napětí
Civín, Adam ; Holý, Stanislav (oponent) ; Plánička, František (oponent) ; Frydrýšek,, Karel (oponent) ; Vlk, Miloš (vedoucí práce)
Tato práce představuje komplexní analýzu metody uvolňování sloupku, určenou pro vyhodnocení zbytkové napjatosti v závislosti na hloubce odvrtaného materiálu. Jedná se o polodestruktivní experimentální metodu, jejíž princip, výhody, nevýhody a aplikovatelnost jsou v této práci diskutovány. Současně je zde také vzájemně porovnána metoda uvolňování sloupku s metodou vrtání otvoru, která je v praxi více rozšířena. Analýza všech aspektů metody uvolňování sloupku je realizována pomocí metody konečných prvků. Simulace, provedené na výpočtovém modelu, ověřily principy integrální metody a metody přírůstků deformace, a také poskytly podklady pro posouzení vybraných zdrojů nejistot, které významně ovlivňují přesnost měření a tím i přesnost vyhodnocení velikosti zbytkové napjatosti. Hlavním cílem práce je vytvořit globální teoretický přehled všech aspektů metody uvolňování sloupku a zpracovat je v přehledném a uceleném tvaru.
|
|
|
Komplexní strukturální analýza kompresorového kola s využitím MKP
Chromek, Lukáš ; Nehybka, Jindřich (oponent) ; Civín, Adam (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím MKP softwaru ANSYS při analýze skutečného lopatkového kola radiálního kompresoru, používaného v malých leteckých turbínových motorech. Kompresorové kolo bylo navrženo a vyrobeno v První brněnské strojírně Velká Bíteš, konkrétně na Divizi letecké techniky. Cílem diplomové práce je komplexní analýza kompresorového kola, která se skládá z několika dílčích částí. První část je věnována strukturální statické a elasticko-plastické pevnostní analýze, za účelem posouzení velikosti napjatosti z hlediska mezního stavu pružnosti při použití lineárního a nelineárního modelu materiálu. Jako další následuje dynamická analýza. Konkrétně modální analýza, která dává představu o vlastních frekvencích a jejich tvarech kmitání lopatek, mezilopatek a celého kompresorového kola. Jako poslední je v práci provedena termální analýza při uvažování stacionárního i nestacionárního teplotního pole. Tato analýza je následně převedena na sdruženou úlohu, která dává představu o rozložení napětí vznikajícího díky teplené dilataci materiálu. Diplomová práce kopíruje postup výpočtových simulací, prováděných v praxi během etapy návrhu skutečného oběžného kola. Tedy ještě před vlastním procesem výroby a následném testování skutečného kompresorového kola.
|
|
|
Stanovení zbytkové napjatosti metodou vrtání otvoru s využitím MKP
Civín, Adam ; Vlk, Miloš (oponent) ; Hlavoň, Pavel (vedoucí práce)
Zbytková napjatost působící v tělese může i nemusí být z hlediska bezpečnosti přínosná pro danou konstrukci či součást. Cílem této práce není pojednání o možných způsobech vzniku zbytkové napjatosti v materiálech, ani o jeho odstranění, ale je zaměřena na jednu z nejrozšířenějších metod měření zbytkových napětí, jakou je odvrtávací metoda. Abychom mohli stanovit, jak nám tato napjatost ovlivňuje chování materiálu, musíme být schopni určit velikosti těchto napětí a jejich hlavní směry působení. Jak již bylo řečeno, jednou z mnoha metod sloužící k vyhodnocení potřebných informací, je metoda semidestruktivní, a to metoda vrtání otvoru. Tato metoda je tvůrčí podstatou celé práce a dále je omezena pouze na určení homogenního zbytkového napětí pro konečné tloušťky ocelových desek. Jedná se o hookovský, izotropní, lineárně pružný materiál s materiálovými charakteristikami =0,3 a E=2,1[10]^5 MPa. Pro aplikaci této metody je potřeba určit kalibrační koeficienty “a“ a “b“, kterých se dále využívá k co nejpřesnějšímu stanovení zbytkové napjatosti v konkrétní hloubce odvrtaného materiálu, při daném průměru vrtaného otvoru a známé tloušťce odvrtávaného tělesa. Geometrie tělesa je zjednodušena na tvar hranolu s rovinnými povrchovými plochami. Dále je nutné poznamenat, že kalibrační koeficienty jsou stanoveny pouze pro jeden typ tenzometrické růžice RY 61 S, která je v tomto případě nedílnou součástí jak numerického, tak experimentálního stanovení kalibračních koeficientů. Motivací a zároveň požadovaným výsledkem této diplomové práce je podat srozumitelný a ucelený náhled na přesnost, efektivnost a použitelnost kalibračních koeficientů v závislosti na tloušťce tělesa, velikosti vrtaného otvoru, podmínky průchozí a neprůchozí vrtané díry, počtu odvrtaných vrstev a v neposlední řadě na kvalitě a přesnosti tvorby výpočtového modelu. K dosažení těchto výsledků bylo využito simulace zbytkové napjatosti, spojené s výpočtovým modelováním pomocí metody konečných prvků. Výsledky jsou prezentovány v podobě 3D grafů, 2D grafů, tabulek a procentuálních odchylek výsledných hodnot vzhledem k výsledkům z jiných publikací, či s analytickým řešením. Přestože je práce zaměřena na numerické modelování a simulace pomocí MKP, má bohužel i tato metoda několik více či méně podstatných omezení. Mezi ně například patří vliv excentricity vrtaného otvoru vzhledem ke středu tenzometrické růžice, vznik vysokých hodnot redukovaných napětí na čele vyvrtaného otvoru coby koncentrátoru napětí a dále jeho následná plastifikace, vliv geometrických nepřesností otvoru a další. Všechny tyto aspekty, ovlivňující přesnost stanovení kalibračních koeficientů, nelze do numerického modelu v rámci této diplomové práce zahrnout. Blíže je o této problematice pojednáno v rešeršní studii. Dosažené výsledky řešení by měly napomoci k praktickému využití předem stanovených kalibračních koeficientů při určování homogenního napětí po hloubce u různých tloušťek vzorků s požadovanou velikostí a hloubkou odvrtaného otvoru. Všechny uvedené výsledky jsou ale použitelné pouze pro jeden typ tenzometrické růžice, a to konkrétně pro typ RY 61 S firmy HBM.
|
host ::
RSS.