|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
|
Aplikace spektrální analýzy v 3D hodnocení povrchů
Brillová, Kateřina ; Valíček, Jan (oponent) ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Ohlídal, Miloslav (vedoucí práce)
Práce pojednává o spektrální analýze 3D topografie povrchu, který je obecně popsán náhodnou funkcí. Na základě teorie náhodných funkcí, teorie Fourierovy transformace a teorie zpracování signálu jsou přesně formulována teoretická východiska nutná k zavedení a správnému pochopení základních pojmů užívaných při spektrální analýze topografie povrchů. Zmíněné pojmy jsou: plošná výkonová spektrální hustota (APSD) povrchu, radiální výkonová spektrální hustota (RPSD) povrchu a úhlová výkonová spektrální hustota (AnPSD) povrchu. Tyto pojmy jsou zavedeny v diskretním tvaru a zobecněny na dvojrozměrný případ. Je provedena zevrubná diskuse možných chyb či nepřesností, kterých se můžeme dopustit při aplikaci technik spektrální analýzy k hodnocení topografie povrchů. Je diskutován způsob odhadu APSD metodou periodogramu v kombinaci s Welchovou metodou. Je popsán princip měření a možnosti optického porfilometru MicroProf\textregistered FRT, který byl k měření topografie povrchů používán. Je popsán námi vytvořený výpočetní program, kterým realizujeme výpočty APSD, RPSD a AnPSD metodou periodogramu kombinovanou s metodou Welchovou. Technika 3D spektrální analýzy topografie povrchu je aplikována na povrchy vytvořené řezáním hydroabrazivním proudem, rovinným broušením a odléváním. Naši pozornost jsme soustředili především na povrchy vytvořené řezáním hydroabrazivním proudem, u kterých 3D spektrální analýza přináší nové, dosud nepublikované možnosti hodnocení topografie povrchů. Je provedena studie změny technologických parametrů na topografii povrchů řezaných hydroabrazivním proudem se závěrem, že výsledky spektrálních technik hodnocení topografie citlivě reagují na změnu technologických podmínek přípravy těchto povrchů. Je zmíněn originální postup při studiu tvaru APSD v různých oblastech jejího frekvenčního oboru, který má potenciál nových, významných poznatků o textuře v topografii povrchů. Jako příklad spektrální analýzy anizotropních a izotropních povrchů jsou stručně demonstrovány výsledky dosažené na površích vytvořených rovinným broušením a odléváním.
|
|
|
Vývoj nových přístupů v odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli s využitím vysokotlakého vodního paprsku
Votavová, Helena ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Čecho, Ladislav (oponent) ; Pohanka, Michal (vedoucí práce)
Práce shrnuje základní a aktuální poznatky v oblasti odstraňování okují při kontinuální výrobě oceli za tepla s využitím vysokotlakého vodního paprsku a navrhuje další zefektivnění tohoto procesu v průmyslové výrobě. První část práce se zabývá vznikem, strukturou a fyzikálními vlastnostmi okují. Druhá část popisuje samotné principy odstraňování okují s využitím vysokotlakého vodního paprsku. Třetí část se věnuje popisu konkrétních typů experimentů, sloužících ke studiu vysokotlakého vodního paprsku. Čtvrtá část se věnuje popisu provedených experimentů a jejich vyhodnocení a představuje tak těžiště dizertační práce. Je rozdělena na šest sekcí, které samostatně řeší předem definované cíle dizertační práce. První sekce praktické části se zaměřuje na vývoj výšky a struktury okují u ocelí 54SiCr6 a HDT580X. Bylo prokázáno, že výška vytvářených okují roste s časem a teplotou oxidace. Zároveň byla ověřena vrstevnatá povaha vytvářených okují. Druhá sekce zkoumá vliv změny stabilizátoru trysky na fokusaci a rozložení impaktního tlaku trysky. Bylo prokázáno, že lze dosáhnout zvýšení průměrného maximálního tlaku trysky až o 11 %, v závislosti na typu trysky a délce stabilizátoru. Třetí sekce se zabývá analýzou stínografických fotografií struktur vodních paprsků u odkujovacích trysek. V rámci dizertační práce byl vyvinut skript pro analýzu těchto fotografií pomocí adaptivního prahování. Zjištěné poznatky jsou korelovány pomocí regresní analýzy s průměrným součinitelem přestupu tepla. U většiny navržených standardních konfigurací trysek dochází ve výšce válcovaného povrchu k rozpadu vodního proudu na drobné kapky. Čtvrtá sekce se věnuje oblasti překryvu vodních paprsků, především pak oblasti tzv. washoutu, kde je impaktní tlak jedné trysky redukován proudem trysky druhé. Je zkoumán vliv změny tlaku a vzájemného přesazení odkujovacích trysek. Analýza prokázala, že změna tlaku nemá statisticky vliv na procentuální redukci impaktního tlaku v oblasti washoutu. Bylo prokázáno, že pokud je oblast washoutu široká, může docházet ke snížení efektivity odstraňování okují v této oblasti. Pátá sekce navazuje na sekci předchozí a zaměřuje se přímo na oblasti překryvu vodních paprsků. Je zkoumán vliv změny natočení a rozteče páru odkujovacích trysek. Experimenty ukázaly, že malé změny rozteče trysek nemají významný vliv na impaktní tlak a součinitel přestupu tepla. Vliv natočení trysek naopak představoval významný faktor pro efektivitu a homogenitu odkujení povrchu. Poslední sekce se zabývá vlivem rychlosti válcovací tratě na součinitel přestupu tepla při procesu odstraňování okují. S využitím regresního modelu bylo prokázáno, že s vyšší rychlostí válcování dochází ke snížení průměrného součinitele přestupu tepla. Závěr práce shrnuje konkrétní výsledky dizertační práce a jsou navrženy kroky, kterými lze v průmyslu zefektivnit proces odstraňování okují.
|
|
| |
|
|
Aplikace spektrální analýzy v 3D hodnocení povrchů
Brillová, Kateřina ; Valíček, Jan (oponent) ; Hloch,, Sergej (oponent) ; Ohlídal, Miloslav (vedoucí práce)
Práce pojednává o spektrální analýze 3D topografie povrchu, který je obecně popsán náhodnou funkcí. Na základě teorie náhodných funkcí, teorie Fourierovy transformace a teorie zpracování signálu jsou přesně formulována teoretická východiska nutná k zavedení a správnému pochopení základních pojmů užívaných při spektrální analýze topografie povrchů. Zmíněné pojmy jsou: plošná výkonová spektrální hustota (APSD) povrchu, radiální výkonová spektrální hustota (RPSD) povrchu a úhlová výkonová spektrální hustota (AnPSD) povrchu. Tyto pojmy jsou zavedeny v diskretním tvaru a zobecněny na dvojrozměrný případ. Je provedena zevrubná diskuse možných chyb či nepřesností, kterých se můžeme dopustit při aplikaci technik spektrální analýzy k hodnocení topografie povrchů. Je diskutován způsob odhadu APSD metodou periodogramu v kombinaci s Welchovou metodou. Je popsán princip měření a možnosti optického porfilometru MicroProf\textregistered FRT, který byl k měření topografie povrchů používán. Je popsán námi vytvořený výpočetní program, kterým realizujeme výpočty APSD, RPSD a AnPSD metodou periodogramu kombinovanou s metodou Welchovou. Technika 3D spektrální analýzy topografie povrchu je aplikována na povrchy vytvořené řezáním hydroabrazivním proudem, rovinným broušením a odléváním. Naši pozornost jsme soustředili především na povrchy vytvořené řezáním hydroabrazivním proudem, u kterých 3D spektrální analýza přináší nové, dosud nepublikované možnosti hodnocení topografie povrchů. Je provedena studie změny technologických parametrů na topografii povrchů řezaných hydroabrazivním proudem se závěrem, že výsledky spektrálních technik hodnocení topografie citlivě reagují na změnu technologických podmínek přípravy těchto povrchů. Je zmíněn originální postup při studiu tvaru APSD v různých oblastech jejího frekvenčního oboru, který má potenciál nových, významných poznatků o textuře v topografii povrchů. Jako příklad spektrální analýzy anizotropních a izotropních povrchů jsou stručně demonstrovány výsledky dosažené na površích vytvořených rovinným broušením a odléváním.
|
|
|
Erosion effects evaluation of pulsating water jet on brass EN 12164
Lehocká, D. ; Klich, Jiří ; Foldyna, Josef ; Hloch, Sergej ; Cárach, J.
The objective of this experiment is to verify an assumption that with decreasing value of feed rate, mass v material removal Δ of brass EN 12164 during cutting by pulsating water jet is increased, and to seek the mass erosion curve course depending on the change of feed rate v [mm·s-1]. The selected observed parameter was evaluated in two units of Δ [mg·s-1] and Δ [mg·mm-1]. Two mutually related experiments were carried out. In the pilot experiment, the curve originating at hydraulic power output of 15 kW was evaluated that was achieved in combination of nozzle diameter d [mm] and pressure p [MPa] - d/p [mm/MPa] = 1.0668/52; 1.3208/39; 1.6002/31. After the pilot experiment, another experiment followed in which a particular range of feed rate values v = 0.2 - 8 mm·s-1 was selected. This resulted in finding that different courses of erosion process exist for mass material removal expressed in the form of curve Δ [mg·s-1] and Δ [mg·mm-1], depending on feed rate v [mm·s-1].
|
|
| |
|
|
Surface strengthening of a stainless steel using pulsating water jet technology - evaluation by means of microhardness measurements
Hloch, Sergej ; Ščučka, Jiří ; Lehocká, D. ; Simkulet, V.
Results of an experiment focused on surface strengthening of AISI 304 stainless steel using pulsating water jet technology is presented in the paper. The tested material was subjected to the action of pulsating water jet under changing technological conditions (water pressure, traverse speed, stand-off distance, and diameter of nozzle orifice). Microhardness measurements at various distances from the created traces were applied for assessing the material strengthening. Based on the results, it can be stated that the dynamic effects of pulsating water jet on the tested steel samples cause the material deformations leading to the formation of a zone of strengthened material along the disintegrated area.
|
|
|
Preliminary study using pulsating water jet for bone cement demolition
Hloch, Sergej ; Kloc, J. ; Foldyna, Josef ; Pude, F. ; Smolko, I. ; Zeleňák, Michal ; Sitek, Libor ; Hvizdoš, P. ; Monka, P. ; Monková, K. ; Kozak, D. ; Stoić, A. ; Sedmak, A. ; Milosevic, M. ; Lehocká, D. ; Mihalčinová, E.
The paper deals with the study of using the selective property of ultrasonic pulsating water jet for the disintegration of bone cement which creates the interface between femoral stem and trabecular bone tissue. For investigation, commercial bone cements were used. Bone cements were tested by nanoindentation in order to review their mechanical properties. A representative sample Palacos R+G was selected for disintegration of bone cement. Bone cements samples fixed between two plexiglasses were disintegrated using ultrasonic water jet and water jet generated by self-resonating nozzle at the pressure level of 20 MPa. Visualisation of bone cement demolition was provided with high speed 1 kHz cameras with two led pulsed sources. Potential were observed for using of pulsating water jet for bone cement demoliton during femoral stem extraction.
|
|
|
Hydro-abrasive machining of rotating workpieces from graphite and aluminium alloy
Cárach, J. ; Hloch, Sergej ; Klich, Jiří ; Hlaváček, Petr ; Klichová, Dagmar
The paper compares the quality of machined surface of graphite and aluminium alloy by abrasive water jet using the focusing tube with a diameter of df1 = 0.5 mm and df2 = 0.78 mm. The machining was carried out using the technology of rotating workpiece disintegration by abrasive water jet. Abrasive tangential water jet was used to carry out the experiment (water pressure p = 400 MPa). Workpieces were clamped in the rotating chucking appliance with rotation frequency n = 300 min-1. The change in focusing tube diameter caused the change in values of roughness parameters, and also caused the change of resulting shape of workpieces. Values of roughness parameters were measured using the MicroProf FRT optic profilometer.
|
host ::
RSS.