|
|
Tepelný výměník využívající strukturovaný materiál
Simon, Jakub ; Čížek, Petr (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo vyvinout a popsat metodu návrhu tepelného výměníku využívajícího Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) struktury a ověřit ji návrhem, výrobou a experimentálním otestováním funkčního vzorku. Jedná se o chladič typu olej-voda vyrobený aditivně technologií Laser Powder Bed Fusion na stroji SLM 280 HL z materiálu AlSi10Mg. Po sérii analýz a testů byla pro vyvíjenou metodu zvolena kubická diamond struktura s minimální tloušťkou stěny 0,7 mm a rozsahem relativních hustot 15 až 25 % (délka hrany buňky 11,1÷18,5 mm). Součástí metody je také predikční skript výkonu a dalších parametrů navrhovaného výměníku, který byl vytvořen z dat naměřených během testování vzorků s různými konfiguracemi buněk. Samotná metoda vede uživatele krok za krokem od volby vstupních požadavků, přes odhad výkonu, až po dvoufázové parametrické modelování samotného TPMS výměníku (explicitní a implicitní). Funkční vzorek, vytvořený pomocí této metody, dosáhl tepelného výkonu 315,25 W, což je o 4,2 % více než u referenčního deskového výměníku. TPMS výměník také disponoval o 78 % menším teplosměnným tělesem a o 62 % nižší celkovou hmotností. Rozdíly mezi predikovaným a reálným tepelným výkonem činily až 18 %. Metoda je v současném stavu vhodná pro návrh TPMS výměníků s výkony 50 až 230 W. Obecně je však univerzální a lze s ní zmapovat i oblasti vyšších výkonů, čímž se sama zpřesní.
|
|
|
Konstrukce speciálního přípravku pro namáhání krutem při využití univerzálního testovacího stroje
Kučík, Jiří ; Jaroš, Jan (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce má za cíl navrhnout přípravek na zkoušku statickým krutem pro univerzální testovací stroj série AGX-V2 od firmy Shimadzu. Přípravek umožňuje mechanické převedení lineárního pohybu na rotační a upevnění vzorků. Součástí návrhu je způsob uchycení přípravku ke stroji, geometrie testovaných vzorků a jejich upevnění. V úvodní části práce je uveden stručný přehled možných způsobů převedení pohybu, standardizace zkoušek v krutu a příklady několika testovacích strojů pro zkoušku krutem. Koncepční část je zaměřena na navrhnutí variant daného přípravku. Jsou navrhnuty dvě varianty, kde první je založena na principu ozubených kol a druhá na principu vaček. Ty jsou porovnány pomocí metody konečných prvků. Z výsledků je poté vybrán přípravek s ozubeným mechanismem, jež je schopen kroutit vzorky plné i strukturované při předpokládaném maximálním kroutícím momentu 250 Nm. V konstrukční části je proveden finální návzh mechanismu, který je poté zkontrolován pomocí metody konečných prvků a analytických pevnostních výpočtů.
|
|
|
Stanovení parametrů eloxování pro povrchové vlastnosti hliníkových slitin
Paclík, Eduard ; Vaverka, Ondřej (oponent) ; Košťál, David (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá stanovením základních parametrů pro eloxování hliníkových slitin. Úvodní pasáže zahrnují přehled hliníkových slitin vhodných pro eloxáž, teoretické a praktické předpoklady anodické oxidace. Vlastní experimentální část řeší laboratorní anodickou oxidaci vzorků z hliníkových slitin při různých parametrech drsnosti povrchu vzorků, proudové hustoty a napětí. Anodicky oxidované vzorky byly zkoušeny na speciálních zařízení UMT tribometr a profilometr Contour GT-X s cílem měření koeficientu tření a kontroly povrchu. Výsledky měření posloužily ke stanovení závislosti drsnosti povrchu hliníkových slitin a kvalitě eloxované vrstvy, stanovení závislosti mezi proudovou hustotou anodického procesu a kvalitě eloxované vrstvy a stanovení závislosti mezi napětím a kvalitou eloxované vrstvy. Problém byl vyřešen na úrovni možnosti laboratorních podmínek FSI. Práce slouží k základní orientaci v této oblasti.
|
|
|
Topologická optimalizace ramena kvadrokoptéry s využitím 3D tisku
Simon, Jakub ; Červinek, Ondřej (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se věnuje porovnání technologických omezení aplikovaných během topologické optimalizace na demonstrační součást, kterou bylo rameno kvadrokoptéry. Čtyři ramena byla optimalizována každé s jiným výrobním omezením: Extruzí, Single draw, Split draw, Overhang a jedno pouze s rovinou symetrie, bez dalších výrobních omezení. U všech návrhů byl během optimalizace kladen důraz na zachování spojité geometrie a na finální hmotnost přibližně odpovídající hmotnosti originálního ramene. Všech 5 návrhů bylo následně podrobeno pevnostní analýze metodou konečných prvků. Na závěr byla ramena vytištěna metodou fused deposition modelling (FDM) z materiálu ABS a otestována zatížením statickou silou. K vyhodnocení deformace byla použita metoda fotogrammetrie. Výsledky experimentu byly přepočteny na poměrnou tuhost, v níž byly zohledněny malé rozdíly ve hmotnostech. Poměrné tuhosti návrhů ramen byly následně porovnány, čímž se ukázalo, že 4 z 5 topologicky optimalizovaných ramen mají větší tuhost vůči definovanému zatížení než originální tvar. Jako nejtužší se ukázal návrh bez technologického omezení, který má při stejné hmotnosti 12,5 krát vyšší poměrnou tuhost než originální rameno.
|
|
|
Vliv výšky vrstvy na kritický úhel aditivně vyráběných mikro-prutových struktur
Nosek, Jakub ; Vrána, Radek (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Cílem této práce je popsání vlivu výšky vrstvy na kritický úhel mikro-prutových struktur vyrobených technologií SLM. Vliv výšky vrstvy je zkoumán jak na samostatných prutech, tak i na celých mikro-prutových strukturách vyrobených z nerezového materiálu 316L. Při použití nižší výšky vrstvy lze dosáhnout lepší rozměrové přesnosti. U mikro-prutových struktur se zmenšilo množství nalepeného prášku ze spodní strany. Díky této práci je možné rozhodnout, zda má smysl snižovat výšku vrstvy za účelem zlepšení vyrobitelnosti mikro-prutových struktur i za cenu prodloužení výrobního času.
|
|
|
Tepelné zpracování maraging oceli vyrobené technologií SLM
Valenta, Jakub ; Vaverka, Ondřej (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá studiem tepelného zpravování maraging oceli 1.2709 (DIN X3NiCoMoTi18-9-5). První část práce mapuje studie zabývající se vlivem tepelného zpracování na maraging ocel vyrobenou pomocí kování, nebo pomocí technologie Selective laser melting. Podle této části bylo navrženo tepelné zpracování, dle kterého byly ošetřeny vzorky vyrobené na zařízeních ProX 300 od firmy 3D Systems a M2 Cusing od firmy Concept Laser. Vliv tepelného zpracování na mechanické vlastnosti vzorků byl následně testován pomocí tahové zkoušky a metalografické analýzy. Výsledky testování obou sad vzorků byly porovnány vzájemně i s výsledky dalších studií a byl zhodnocen dopad předepsaného tepelného zpracování na materiál.
|
|
|
Konstrukce odlehčeného manipulátoru pro robotické rameno
Eim, Jakub ; Ržonca, Michal (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem a výrobou modulárního a odlehčeného manipulátoru pro robotická ramena Scara od firmy Epson. Rešerše je věnovaná nyní používaným konstrukcím těžkých manipulátorů a současným možnostem spojování karbonových profilů. Praktická část je zaměřena na vývoj konstrukce pomocí MKP (Metoda konečných prvků) a stavbu manipulátoru. Práce je zakončena váhovým srovnáním nově zkonstruovaného manipulátoru se starým, těžkým manipulátorem, u kterého bylo dosaženo zredukování váhy o 56 % při zachování dostatečné pevnosti konstrukce. V příloze jsou připojené CAD (Computer-aided design) soubory, výkresová dokumentace jednotlivých prvků a fotodokumentace celého procesu.
|
|
|
Vývoj strategie 3D tisku mědi metodou Laser Powder Bed Fusion
Kryšpín, Vojtěch ; Vaverka, Ondřej (oponent) ; Malý, Martin (vedoucí práce)
Měď má pro svou výbornou kujnost, elektrickou a tepelnou vodivost široké uplatnění v leteckém, elektrotechnickém nebo například teplárenském průmyslu. Proto v kombinaci s moderními výpočetními technologiemi, jako je topologická optimalizace, má její aditivní výroba velký potenciál. Tato práce se zaměřovala na aplikaci doplňkových strategií remelting a recoating s jejichž pomocí se podařilo vyrobit vzorky o relativní hustotě nad 99,1 %. Tiskové parametry doplňkových strategií nejúspěšnějších vzorků byly LP = 400 W, LV = 400 m·s-1 a HD = 0,01 mm.
|
|
|
Návrh experimentálního distributoru kapalin vhodného pro výrobu 3D tiskem
Zeman, Stanislav ; Křivohlavý, Petr (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Cílem této práce bylo navrhnout způsob osazení tlakovými senzory na již navržený tvar distributoru kapalin. Dále bylo potřeba navrhnout způsob uchycení distributoru na laboratorní stojan a v poslední řadě navrhnout způsob úpravy povrchu. Práce byla tedy řešena v těchto třech konstrukčních uzlech. Postupně byly navrženy tři varianty pro závitové spojení distributoru s tlakovým senzorem a poté tři varianty zástavby pro zvolené závitové spojení. Varianty uchycení na laboratorní stojan byly navrženy ve dvou variantách. Jako poslední byly navrženy možné způsoby úpravy povrchu pro zlepšení nepropustnosti kapaliny skrz stěnu distributoru. Jednotlivé varianty v každém konstrukčním uzlu byly mezi sebou porovnány na základě jejich pevnosti a výsledkem byl konečný návrh geometrie distributoru. Ta byla vyrobena dle daného technologického postupu a následně byla otestována její funkčnost.
|
|
|
Testování dílů vyráběných technologií Bound Metal Deposition
Hradil, Antonín ; Vaverka, Ondřej (oponent) ; Koutecký, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce na téma Testování dílů vyrobených technologií Bound Metal Deposition. Cílem textu je získat mechanické vlastnosti výrobků vytvořených strojem Studio Systém. Cíle jsme dosáhli provedením tahové zkoušky a optické metalografie. Výsledkem práce jsou mechanické vlastnosti tahové zkoušky tzn. mez pevnosti, mez kluzu, modul pružnosti, protažení vzorku. Druhým výsledkem jsou mikroskopické snímky mikrostruktur materiálu. Díky této práci se nám přibližuje fungování technologie Bound Metal Deposition. Vědecky přibližujeme její mechanické vlastnosti a mikrostrukturu povrchu výrobků.
|
host ::
RSS.