|
|
Optimalizace skeletu kabiny traktoru
Saňák, Stanislav ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou spojenou s návrhem skeletu kabiny traktoru. Zemědělské stroje, mezi které se mimo jiné řadí právě traktory, se využívají pro práci ve velmi obtížných podmínkách, jako jsou například pole nebo lesní terén. Tato prostředí jsou typická svým nerovným, kopcovitým a často nezpevněným povrchem. Práce v tak extrémně nebezpečném prostředí je velkou výzvou především pro obsluhující posádku těchto strojů. Velmi často se stává, že při zdolávání takového terénu řidič nezvládne řízení vozidla a následkem toho dojde k překlopení traktoru na stranu nebo střechu vozidla, v horším případě dokonce k opakovanému překlápění vlivem setrvačnosti. V takové situaci je jedinou možnou záchranou posádky přítomnost ochranného rámu kabiny traktoru. Při překlopení takového vozidla však dochází k extrémnímu zatížení rámu kabiny vlivem působící hmotnosti traktoru a mnohdy také jeho nákladu. V minulosti bylo příčinou nejvyšší nehodovosti s následným úmrtím posádky traktoru právě překlopení vozidla, a z toho důvodů byly vytvořeny normy s cílem snížení tohoto typu nehodovosti. V rámci těchto norem jsou traktory testovány na tyto kritické situace, aby byla zajištěna maximální možná bezpečnost posádky. V dnešní době musí každý vyrobený traktor tyto normy splňovat. Protože jsou tyto zkoušky destruktivního charakteru, je cenově a časově úspornější nejprve provést zkoušky pomocí numerických simulací, v rámci kterých se kabina traktoru zoptimalizuje tak, aby dané testy úspěšně splnila. Skutečné zkoušce je pak podroben finální, již zoptimalizovaný rám kabiny. V rámci této práce byla provedena numerická simulace metodou konečných prvků skeletu kabiny traktoru zkoušky ROPS (Roll-Over Protective Structure), která simuluje překlopení traktoru. Na základě výsledků simulace byly provedeny optimalizace kabiny nezbytně nutné ke splnění této zkoušky skládající se z několika zátěžných stavů. Takto zoptimalizovaný rám kabiny byl následně podroben základní dynamické analýze (modální analýze). Pomocí této analýzy byly nalezeny ty vlastní frekvence kabiny, které by mohly být vybuzeny v případě působení typického buzení na tuto strukturu (nerovnosti vozovky, vibrace od motorové jednotky a podobně). V poslední řadě byla na základě reálných hodnot získaných z uskutečněného experimentálního měření provedena harmonická analýza. Při této analýze byla sledována odezva rámu na buzení, které odpovídalo skutečnému buzení motorové jednotky.
|
|
|
Vývoj velomobilů
Adámek, Silvestr ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vývojem velomobilů s cílem poskytnutí komplexního přehledu o těchto moderních, avšak méně rozšířených dopravních prostředcích. Velomobily představují vozidla s aerodynamickou karoserií, která jsou poháněna primárně lidskou silou. Vzhledem k absenci pohonu na bázi spalovacích motorů snižují nejen negativní dopady na životní prostředí, ale i závislost na fosilních palivech. V této práci je analyzována oblast rozdělení velomobilů na základě různých kritérií. Jedná se například o konfiguraci kol, druh pohonu nebo kategorizace jejich využití. Kromě toho je proveden rozbor klíčových konstrukčních prvků a materiálů, které jsou při výrobě běžně využívány a stále i v průběhu technologického pokroku inovovány. Kupříkladu moderní materiály jako uhlíková vlákna poskytují výrazné zvýšení pevnosti na úkor redukce celkové hmotnosti velomobilu. Vývoj těchto novodobých vozidel je závislý na využití moderních přístupů. Konkrétně lze v tomto kontextu hovořit o oblastech, jako je optimalizace aerodynamických vlastností karoserie, pevnost konstrukce, či otázky týkající se elektrického pohonu. Velomobily sice představují efektivní a ekologický způsob dopravy, vyšší pořizovací náklady, hmotnost a objemnost konstrukce mohou však představovat problém pro širší přijetí společností.
|
|
|
Numerical simulation of gear mesh stiffness
Rackovský, Daniel Milan ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
The diploma thesis deals with the simulation of the spur gears mesh stiffness. The introductory part of the thesis presents a detailed review of the knowledge in the field of gear theory, gear error and also NVH of gears. The next part of the thesis describes the basic principles of the function of the parametric FEM model of gear mesh, which was developed for the purpose of this thesis. The last part of the thesis presents the results of FEM simulations in which the effect of manufacturing error of the gears on the STE waveform was investigated. The basis of the simplified production error model was the sine function. The effect of the number of periods of this function and the magnitude of the amplitude on the STE waveform was investigated. The effect of the magnitude of the load torque on the STE of the production-error gear was also verified. The magnitude of the amplitudes of the sine function was determined to match the allowable wheel shape tolerances according to ISO 1328-1. The problem was solved in Ansys Mechanical APDL using a parametric FEM model based on APDL language.
|
|
|
Modifikace zubové spojky
Mahel, Pavel ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem zubové spojky. Hlavním záměrem je navrhnout optimální tvar ozubení spojky pro dané provozní podmínky. Díky speciálnímu barelovému tvaru zubů na vnějším ozubení umožnují tyto spojky efektivně přenášet kroutící moment i v případě nesouososti spojovaných hřídelů. V případě nevhodně navržené spojky může dojít k řadě problémů, které by mohly ovlivnit životnost spojky. Mezi tyto problémy patří zejména vznik nadměrných vibrací a hluku. Pro dlouhodobou životnost spojky je nutné zvolit správný systém mazání. K eliminaci problémů u zubových spojek je nutné zajistit vhodné rozložení kontaktního tlaku při daném stupni nesouososti. Úvodní část práce obsahuje ucelený pohled do problematiky zubových spojek. Další část se zabývá konstrukčním návrhem celé zubové spojky a vylepšením již existujícího modelu. Následuje popis a analýza dvou rozdílných výpočtových modelů ozubení, které umožňují různý maximální stupeň nesouososti. Rozdíl obou modelů ozubení spočívá v odlišné geometrii tvaru zubu na náboji. Ve výpočtové analýze byl nejdůležitějším sledovaným parametrem průběh kontaktního tlaku na jednotlivých zubech při daném stupni vychýlení. Z provedených výpočtových analýz jsou zpracovány výsledkové soubory, které porovnávají kontaktní tlak a počet zubů v záběru pro různé stupně nesouososti. Uvedené analýzy byly provedeny metodou konečných prvků ve výpočtovém programu Ansys Workbench.
|
|
|
Planetové převodovky v konstrukci osobních automobilů
Timko, Richard ; Řehák, Kamil (oponent) ; Prokop, Aleš (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá rešeršným zhromaždením planétových prevodoviek užitých v osobných automobiloch, na základe koncepčného usporiadania a typológie pohonu. Kinematicky popísané je jednoduché planétové súkolesie a zložené ustálené súkolesia Simpson a Ravigneaux, s cieľom stanovenia ich základných kinematických rovníc. Ďalej v práci sú zvolené konkrétne príklady planétových prevodoviek s ich popisom pre pohon spaľovacím motorom, pre elektrický a hybridný pohon. Navyše je vykonaný kompletný kinematický a silový rozbor samočinnej prevodovky ZF 8HP.
|
|
|
Návrh spojení třecí podložky a vnějšího kroužku spojkového ložiska
Kopytko, Alexandr ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na konstrukční návrh spojení třecí podložky s vnějším kroužkem vypínacího spojkového ložiska. Při montáži třecí podložky dochází k občasnému poškození, což vede ke znehodnocení materiálu a způsobuje výrobní prodlevy. Vzhledem k široké nabídce polyamidů používaných v automobilovém průmyslu zahrnuje rešerše přehled těchto materiálů, jejich modifikace a metody spojování plastu s kovem. Třecí podložka představuje další krok ve zdokonalení spojkového mechanismu, proto rešerše pojednává také o jednokotoučové třecí spojce a jejím vývoji. Spojení třecí podložky s ložiskem je v této práci realizováno pomocí klipů, které zajišťují pevné mechanické spojení. Pro analýzu bylo využito metody konečných prvků (MKP) v programu Ansys Workbench s využitím 3D geometrie z programu Creo Parametric. Na základě deformačně-napěťové analýzy byly navrženy konstrukční modifikace klipového spoje. Výsledkem práce jsou dva nové modely třecí podložky a jejich modifikace, přičemž rozměry klipů se pohybují na hranici vyrobitelnosti. Závěrem práce je srovnání nově vzniklých modelů s komerčně dostupným návrhem, návrh vyrobitelnosti a montážního postupu. Tento komplexní přístup zajišťuje, že nové konstrukční řešení je nejen technicky proveditelné, ale také může být ekonomicky výhodné a prakticky aplikovatelné v průmyslové výrobě.
|
|
|
Snížení vibrací a hluku v interiéru osobního automobilu
Patočka, Pavel ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou snižování vibrací a hluku v interiéru osobních vozidel, která je dnes hojně řešena dodatečným odhlučňováním za pomoci vibrace tlumicích a zvuk pohlcujících materiálů. V rámci rešeršní části této práce jsou proto kromě metod měření vibrací a hluku podrobně popsány vlastnosti a způsoby aplikace těchto materiálů. Jak již název těchto materiálů napovídá, jejich hlavním cílem je utlumit vibrace a pohltit zvuk. Jejich princip zjednodušeně spočívá v přeměně mechanické, respektive zvukové energie v energii jinou (nejčastěji tepelnou). Aplikací těchto materiálů na nějakou strukturu jsou však ovlivněny její modální vlastnosti, mezi které se řadí vlastní frekvence a vlastní tvar. Pro bližší prozkoumání ovlivnění vlastní frekvence a vlastního tvaru po aplikaci vibrace tlumicího materiálu na nějakou strukturu byla provedena jak numerická, tak experimentální modální a harmonická analýza jednoduchého plechového vzorku. Přínos vibrace tlumicích a zvuk pohlcujících materiálů z hlediska dodatečného odhlučnění vozidla byl na základě provedené rešerše vyhodnocován provedením jízdní zkoušky v reálném provozu.
|
|
|
Autonomní traktory
Kučera, Jan ; Řehák, Kamil (oponent) ; Prokop, Aleš (vedoucí práce)
Tato práce pojednává o autonomních traktorech, popisuje rozdíl mezi standartními traktory a autonomními traktory, kterým se dále věnuje podrobněji. Popisuje možnosti řízení a kontroly autonomních traktorů, elektronickou kontrolu a možnosti kontroly agregací.
|
|
|
Optimalizace vysoce zatěžovaných komponent pro motorsport
Šišpera, Petr ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací zavěšení zadních kol páté generace Hondy Civic pro aplikaci v motorsportu. Cílem je snížení hmotnosti spolu se zvýšením tuhosti a přesnosti vedení kol. Práce vychází z vlastností sériových komponent, které jsou analyzovány pomocí MKP analýzy v programu Ansys. Zátěžové stavy jsou vypočteny z jízdní dynamiky a zatížení jednotlivých ramen z kinematiky nápravy. Prvky nápravy jsou nejprve vymodelovány a analyzovány a z těchto dat vychází vstupní informace pro optimalizaci. Jednotlivé prvky jsou nejprve topologicky optimalizovány, na jejichž základě vznikají modely analyzované deformačně napěťovou analýzou. Vlastnosti sériových dílů jsou nakonec porovnány s optimalizovanými v nejkritičtějších zátěžových stavech, a výsledkem práce je optimalizovaná soustava zavěšení s nižší hmotností a vyšší tuhostí.
|
|
|
Výpočtové modelování dynamiky automobilní převodovky v prostředí MBS
Suchý, Pavel ; Řehák, Kamil (oponent) ; Prokop, Aleš (vedoucí práce)
Práce se věnuje sestavení výpočtového modelu manuální automobilové převodovky MQ281 v programu MSC ADAMS View, na kterém je následně simulováno několik statických a dynamických provozních stavů. Vstupem pro stavbu MBS modelu je CAD sestava převodovky v nutném detailu a parametry ozubených kol. Výpočtový model využívá vlastního modelu ložisek a záběru čelních ozubených kol s šikmými zuby na základě chyby převodu. Výstupy simulací jsou průběhy sil a momentů působících v ložiskách, ozubených kolech a synchronizačních spojkách, průběhy výchylek hřídelí, úhlové rychlosti hřídelí a ozubených kol, frekvenční analýzy provozních stavů.
|
host ::
RSS.