|
|
Comparative Analysis of Gaussian Process Regression Modeling of an Induction Machine: Continuous vs. Mixed-Input Approaches
Bílek, Vladimír
This paper investigates the application of machine learning technique for modeling continuous and mixed-input parameters of electrical machines. The design of electrical machines typically requires the consideration of certain parameters as integer values due to their physical significance, including the number of stator/rotor slots, stator wires, and rotor bars. Traditional machine learning methods, which predominantly treat input parameters as purely continuous, may compromise modeling accuracy for such applications. To address this challenge, models capable of handling mixed-input parameters were used for the case study. Two training datasets were generated: one with purely continuous inputs and another with both continuous inputs and a categorical parameter, specifically, the number of stator conductors. Gaussian process regression was employed to build three models: two with continuous kernels, trained on both datasets, and one with a mixed kernel, trained only on the dataset containing a categorical parameter. A comparative analysis, demonstrated on a 1.5 kW induction machine - though applicable to a wide range of machines - illustrates the differences between the proposed approaches. The results highlight the importance of selecting an appropriate model for the Multi- Objective Bayesian optimization of electrical machines.
|
|
|
Modelování dynamických vlastností převodových ústrojí pomocí virtuálních prototypů
Otipka, Václav ; Trochta,, Miroslav (oponent) ; Žlábek,, Pavel (oponent) ; Píštěk, Václav (vedoucí práce)
Převodová ústrojí s ozubenými koly jsou velmi masivně rozšířena napříč všemi kategoriemi technických výrobků. Jejich funkce je nezastupitelná, nicméně jejich provozování je vždy spojeno s generováním nezanedbatelné úrovně vibrací a hluku, což je také považováno za jednu z hlavních nevýhod, která se projevuje především u vysoce zatěžovaných převodů a představuje nevýhodu hlavně z pohledu konkurenceschopnosti výrobků a případně také možných legislativních problémů. Zmíněný problém lze částečně vyřešit prostřednictvím důmyslné optimalizace převodového ústrojí, což však vyžaduje vynaložení značného úsilí, času a finančních prostředků. Toto je hlavní důvod, proč je vyvíjen neustálý nátlak na nalezení efektivních cest pro optimalizaci a proč je této oblasti stále věnována značná pozornost vědecké komunity. V současnosti se pro celkovou optimalizaci v této oblasti využívá kombinace výpočtového a experimentálního přístupu. Tato disertační práce je zaměřena na predikci a porozumění dynamického chování převodového ústrojí, což si žádá sestavení pokročilého, komplexního výpočtového modelu. Výpočtové modelování je podpořeno řadou dílčích technických experimentů, které slouží k validaci výsledků.
|
|
|
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.
|
|
|
Vibrační analýza v časové doméně
Friedel, Petr ; Řehák, Kamil (oponent) ; Dlugoš, Jozef (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá možností řešení problematiky nelineárních vibračních jevů v časové doméně s využitím metody konečných prvků. V úvodní části jsou představeny možné simulační přístupy k řešení nelineárních vibračních úloh, oblasti aktuálního využití a poznatky potřebné při řešení s využitím přístupu explicitní dynamiky. V části nesledující je vytvořena metodika vyšetřování frekvenčního spektra v časové oblasti a její následná implementace na jednoduchý nelineární model. Třetí část diplomové práce se zaměřuje na ovlivnění frekvenčního spektra objemových těles přítomností nelineárních kontaktů. V závěrečné části práce dochází k experimentálnímu měření vibrační charakteristiky, nelineární pružiny v oblasti rezonance, jež je následované replikací vyšetřovaného modelu do numerické simulace. Závěrečná diskuze nad výsledky odpovídá, zda dokáže simulace zastoupit vibrační experimentální měření.
|
|
|
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.
|
|
|
A review study of metamaterial structures for applications in implantology
Tonhajzer, Michal ; Lošák, Petr (oponent) ; Marcián, Petr (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the influence of geometrical parameters variation on the stress-strain states and elastic characteristics of auxetic meta-materials. The research part of the thesis summarizes the basic properties of materials, methods of their determination, specifics in the response of auxetic meta-materials to external loads, occurrence and different types of auxetic structures. The next part of the thesis is devoted to the potential use of auxetic meta-biomaterials in implantology. In the computational part of the thesis, a parametric computational model of a particular auxetic meta-material structure was developed, on which a stress-strain analysis was subsequently performed and the influence of changing geometrical parameters on the material mechanical properties, stress and strain was assessed. Based on the results, two structures were created with parameter combinations chosen to eliminate undesirable effects while maintaining the desired properties. A detailed stress-strain analysis was performed on these two structures and the results were compared with a reference structure. Computational modelling was carried out using the finite element method in ANSYS Workbench 2023 R2.
|
|
|
Návrh a posouzení železobetonové nebo zděné konstrukce
Skočdopole, Jakub ; Švaříčková, Ivana (oponent) ; Požár, Michal (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá statickým řešením ŽB stropní desky a šikmého sloupu 2NP vícepodlažního objektu. První část je věnovaná návrhu bodově podepřené desky, křížem vyztužené desky a šikmého sloupu ukloněného od svislé konstrukce o 15° dle metody mezních stavů. V program SCIA Engineer byl vytvořen prostorový 3D model, který sloužil k určení vnitřních sil v konstrukci. Správnost výsledků modelu byla ověřena metodou součtových momentů. Druhá část se zabývá studií vlivu šikmosti sloupů na konstrukci, kdy byla ukloněna jedna řada sloupů v 2NP a následně se porovnával vliv této změny na konstrukci a statický posudek. Pro studii byly zvoleny referenční sklony: 0°; 15°; 30°; 50°, kdy pro každou variantu byl vytvořen dílčí prostorový 3D model konstrukce. Přílohou bakalářské práce je podrobný statický výpočet dle platných norem ČSN EN, výkresová dokumentace a studie vlivu šikmosti jedné řady sloupů na ŽB konstrukci.
|
|
|
Určení deformačně-napěťových stavů bimetalického prutu při změně teploty
Jurkovič, Vítězslav ; Horníková, Jana (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá deformační a napěťovou analýzou zvoleného bimetalového pásku. Nejdříve je provedena rešerše používaných bimetalových pásků včetně uvedení používaných materiálů a kritérií k jejich výběru. Dále je proveden analytický výpočet volné deformace pásku při zvolené změně teploty pomocí prutových předpokladů. Následuje srovnání s výsledky získaných pomocí metody konečných prvků v systému Ansys Workbench. Analýza stejného pásku při omezení deformace je pak provedena pomocí metody konečných prvků. V té je nejdříve provedena analýza úplného zamezení deformace včetně verifikace výsledků pomocí náhrady deformační okrajové podmínky silovou. Následuje deformační analýza při omezení deformace zvolenou ventilovou pružinou včetně určení stlačení pružiny po vymezení vůle. Výstupy této práce jsou výsledky volné deformace pásku při dané změně teploty, analýza vznikajícího napětí v pásku vlivem zamezení deformace a výpočet stlačení ventilové pružiny při změně teploty bimetalového pásku.
|
|
|
Analýza vlastních frekvencí a vlastních tvarů skutečně tvarované lidské hlasivky
Horčic, Václav ; Švancara, Pavel (oponent) ; Hájek, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá modální analýzou modelu vytvořeného na základě 3D skenu lidských hlasivek. Jedná se o model řešený metodou konečných prvků, kde hodnota první vlastní frekvence zhruba odpovídá hodnotě základní frekvence ženských hlasivek. Rešeršní část práce se věnuje přehledu modelů geometrie hlasivek, na který navazuje stručný popis anatomie a fyziologie lidského mluvního ústrojí společně s teorií vzniku lidského hlasu. Konečnoprvkový model je vytvořen s využitím skenu 3D hlasivek v komerčním programu ANSYS Workbench ve kterém je i řešen metodou konečných prvků.
|
|
|
Inženýrská optimalizace procesu lisování rotoru turbo molekulární vývěvy
Baklík, Jiří ; Čekán, Václav (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou lisovaných spojů a optimalizací procesu lisování rotoru mechanické turbomolekulární vývěvy nEXT 300T. Lisovaný celek se skládá ze tří hlavních částí (lopatkové disky, dutá hřídel, nosná hřídel). Lopatkové disky jsou nalisovány na dutou hřídel, následně je tento celek nalisován na nosnou hřídel. Optimalizace byla provedena výpočtovým modelováním založeným na metodě konečných prvků, pomocí programu ANSYS Mechanical 2024 R1. Lisovací proces byl optimalizován s požadavkem na snížení výrobních nákladů. Proces kompletace prodražuje tekutý dusík, který se aktuálně používá k ochlazování lisovaných součástí. Byl proveden návrh lisovacích teplot. Pro ohřev byla stanovena teplota 130 °C. Pro ochlazování byla zvolena teplota -65 °C, které lze dosáhnout pomocí průmyslového chladícího zařízení. Kvůli změně lisovacích teplot byl proveden návrh tolerančních polí součástí, které zajistí, že bude sestavu možné zkompletovat a že nedojde při provozním zatížení ke ztrátě lisovaného spoje. U spoje mezi lopatkovými disky a dutou hřídelí je pro funkčnost potřeba zajistit přesah na poloměru v rozmezí 0,0585–0,0695 mm. U spoje mezi dutou hřídelí a nosnou hřídelí je funkční rozsah přesahů na poloměru 0,01–0,02 mm.
|
host ::
RSS.