|
|
Analýza konstrukce turbínové skříně z hlediska úniku tepla
Diakov, Jakub ; Lošák, Petr (oponent) ; Vlach, Radek (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá posouzením použitelnosti topologické optimalizace programu Ansys Workbench v kombinaci s termo-mechanickou únavou a nelineárním modelem materiálu turbínové skříně. V první části práce je provedena rešerše, která slouží k pochopení a teoretickému podložení praktické části. V rešeršní části je nejprve odůvodněn hlavní cíl práce, kterým je snížení úniku tepla z výfukových plynů, z důvodu dřívějšího zpracování spalin a nižší produkce emisí. V druhé kapitole rešerše je rozebrána konstrukce a funkce turbodmychadla z hlediska geometrie komponent, jejich výroby a použití. Následující kapitola se zabývá rozborem energetické a teplotní bilance turbodmychadla. V této kapitole jsou uvedena zásadní zjednodušení výpočetního problému, která jsou uplatněna v praktickém příkladu. V kapitole je dále rozebrána termo-mechanická únava, rozdělení oblastí únavy a přístupy pro predikci životnosti. Poslední kapitola rešeršní části se zabývá vybranými výpočetními oblastmi a jejich teoretickým základem. Je zde rozebrána analýza mechaniky tekutin a vybrané metody topologické optimalizace, které jsou dostupné ve zvoleném výpočetním programu. Na rešeršní část navazuje praktická část, ve které je řešen multifyzikální příklad optimalizace turbínové skříně z hlediska úniku tepla, která je vystavena termo-mechanické únavě. Praktická část, složená z několika kroků, vychází z analýzy proudění CFD, která je použita k získání teplotní podmínky pro výpočet transientní teplotní analýzy. Z vázané transientní teplotní analýzy je použito prostorové teplotní pole, které v důsledku roztažnosti materiálu způsobuje nehomogenní napjatost na turbínové skříni. Samostatná kapitola praktické části je věnována použitelnosti topologické optimalizace na odlišné typy úloh. Součástí této kapitoly je navržení metodiky pro stanovení napěťového omezení zvoleného typu topologické optimalizace. Předposlední kapitola v praktické části je věnována topologické optimalizaci turbínové skříně na základě předchozí deformačně napěťové analýzy a stanoveného omezení. V poslední kapitole je po úpravách geometrie provedena validace optimalizovaného tvaru skříně. Validace je provedena z hlediska ustálené teploty výstupních spalin, rychlosti ohřevu optimalizované geometrie a porovnání živostnosti z hlediska termo-mechanické únavy. Na konci práce jsou navrženy a diskutovány závěry, prostor pro zlepšení a možné navázání v dalším výzkumu.
|
|
|
Konstrukční úprava tiskové hlavy pro 3D tisk betonu
Diakov, Jakub ; Paloušek, David (oponent) ; Vespalec, Arnošt (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá konstrukčním návrhem úpravy trysky pro kontinuální 3D tisk betonových směsí pro již existující tiskovou hlavu. Hlavní funkcí trysky je tvarovat a ukládat tisknutou směs tak, aby odpovídala požadované geometrii výrobku. V práci je provedena rešerše zabývající se problematikou 3D tisku, jako jsou vlastnosti proudění betonu, vliv tvaru a velikosti konce trysky na vlastnosti tisku a jednotlivé mechanismy, které souvisí s optimálním využitím těchto trysek. V druhé části práce je provedena analýza poznatků a stanovení vhodných parametrů pro konstrukci trysky, které ovlivňující geometrii, kvalitu a efektivitu výroby. V praktické části se práce zabývá možným konstrukčním řešením úpravy trysky na základě poznatků z rešeršní části a její navržení tak, aby byly odstraněny nedostatky předešlých konstrukcí trysek. Za využití takto navržené trysky může dojít ke značnému zrychlení výroby a zvýšení kvality výrobků.
|
|
| |
|
|
Analýza konstrukce turbínové skříně z hlediska úniku tepla
Diakov, Jakub ; Lošák, Petr (oponent) ; Vlach, Radek (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá posouzením použitelnosti topologické optimalizace programu Ansys Workbench v kombinaci s termo-mechanickou únavou a nelineárním modelem materiálu turbínové skříně. V první části práce je provedena rešerše, která slouží k pochopení a teoretickému podložení praktické části. V rešeršní části je nejprve odůvodněn hlavní cíl práce, kterým je snížení úniku tepla z výfukových plynů, z důvodu dřívějšího zpracování spalin a nižší produkce emisí. V druhé kapitole rešerše je rozebrána konstrukce a funkce turbodmychadla z hlediska geometrie komponent, jejich výroby a použití. Následující kapitola se zabývá rozborem energetické a teplotní bilance turbodmychadla. V této kapitole jsou uvedena zásadní zjednodušení výpočetního problému, která jsou uplatněna v praktickém příkladu. V kapitole je dále rozebrána termo-mechanická únava, rozdělení oblastí únavy a přístupy pro predikci životnosti. Poslední kapitola rešeršní části se zabývá vybranými výpočetními oblastmi a jejich teoretickým základem. Je zde rozebrána analýza mechaniky tekutin a vybrané metody topologické optimalizace, které jsou dostupné ve zvoleném výpočetním programu. Na rešeršní část navazuje praktická část, ve které je řešen multifyzikální příklad optimalizace turbínové skříně z hlediska úniku tepla, která je vystavena termo-mechanické únavě. Praktická část, složená z několika kroků, vychází z analýzy proudění CFD, která je použita k získání teplotní podmínky pro výpočet transientní teplotní analýzy. Z vázané transientní teplotní analýzy je použito prostorové teplotní pole, které v důsledku roztažnosti materiálu způsobuje nehomogenní napjatost na turbínové skříni. Samostatná kapitola praktické části je věnována použitelnosti topologické optimalizace na odlišné typy úloh. Součástí této kapitoly je navržení metodiky pro stanovení napěťového omezení zvoleného typu topologické optimalizace. Předposlední kapitola v praktické části je věnována topologické optimalizaci turbínové skříně na základě předchozí deformačně napěťové analýzy a stanoveného omezení. V poslední kapitole je po úpravách geometrie provedena validace optimalizovaného tvaru skříně. Validace je provedena z hlediska ustálené teploty výstupních spalin, rychlosti ohřevu optimalizované geometrie a porovnání živostnosti z hlediska termo-mechanické únavy. Na konci práce jsou navrženy a diskutovány závěry, prostor pro zlepšení a možné navázání v dalším výzkumu.
|
|
|
Konstrukční úprava tiskové hlavy pro 3D tisk betonu
Diakov, Jakub ; Paloušek, David (oponent) ; Vespalec, Arnošt (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá konstrukčním návrhem úpravy trysky pro kontinuální 3D tisk betonových směsí pro již existující tiskovou hlavu. Hlavní funkcí trysky je tvarovat a ukládat tisknutou směs tak, aby odpovídala požadované geometrii výrobku. V práci je provedena rešerše zabývající se problematikou 3D tisku, jako jsou vlastnosti proudění betonu, vliv tvaru a velikosti konce trysky na vlastnosti tisku a jednotlivé mechanismy, které souvisí s optimálním využitím těchto trysek. V druhé části práce je provedena analýza poznatků a stanovení vhodných parametrů pro konstrukci trysky, které ovlivňující geometrii, kvalitu a efektivitu výroby. V praktické části se práce zabývá možným konstrukčním řešením úpravy trysky na základě poznatků z rešeršní části a její navržení tak, aby byly odstraněny nedostatky předešlých konstrukcí trysek. Za využití takto navržené trysky může dojít ke značnému zrychlení výroby a zvýšení kvality výrobků.
|
host ::
RSS.