|
| |
|
|
Elastohydrodynamic Film Study under Impact Loading and Lateral Vibrations
Frýza, Josef ; Bakolas, Vasilios (oponent) ; Habchi, Wassim (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with the behaviour and frictional response of elastohydrodynamic lubricating (EHL) film under non-steady state operating conditions. The introductory part of the thesis summarizes the knowledge about EHL; ranging from its history, through basic lubrication mechanisms and experimental methods, up to recently published studies focused on transient conditions. The main goal of the doctoral thesis was to experimentally determine the effects of operating parameters and lubricant rheology on the behaviour of EHL films in a point contact during its impact loading and exposure to lateral vibrations. For this purpose, laboratory test rigs have been developed for measurement of EHL film thickness distribution and friction under controlled non-steady state conditions. The experiments revealed a crucial role of an approaching and loading speed on a formation of squeezed films under impact loading. The results were confronted with a recent theoretical solution. Its shortcomings were pointed out and subsequently eliminated by an implementation of empirical relationships taking into account the lubricant rheology. In the case of the lateral vibrations, the thresholds of film breakdowns were found and relationships were established describing the effect of lateral vibrations on the central film thickness and its deviations uniformly for all lubricants. The final part of the thesis provides a new insight into lubricant rheology through an innovative approach in which frictional responses of a lubricant are measured simultaneously in two directions of the EHL contact under lateral vibrations. These original results deepen the understanding of EHL mechanisms and can be used to enhance the design of machines improving their efficiency, reliability, and service life.
|
|
|
The Effect of Synovial Fluid Constituents on Lubrication of Hip Joint Replacements
Nečas, David ; Daniel,, Matej (oponent) ; Sawae, Yoshinori (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
The dissertation thesis deals with the lubrication mechanisms within hip joint replacements. A systematic study of protein film formation considering various materials and operating conditions was conducted, focusing on the role of particular synovial fluid proteins while the simultaneous presence of other proteins. Since the previously applied experimental approaches did not allow to separate the individual constituents of the model fluid, an optical measurement method based on fluorescent microscopy was developed. The verification of the method is presented performing two different studies focusing on the film thickness determination and lubricant rupture ratio at lubricated contact outlet, respectively. Due to several limitations of the fluorescent microscopy, the research was supported by the use of optical interferometry method, whose usage is demonstrated in the study dealing with the protein film formation in hip joint replacements considering real conformity of rubbing surfaces. The latest part of the thesis introduces a novel methodological approach enabling to assess the role of proteins in relation to protein film thickness based on in situ observation of the contact zone. The thesis presents original results extending the knowledge in hip replacement biotribology area towards the further development of implants preventing its failure due to limited service life.
|
|
|
Studium chování elastohydrodynamicky mazaných kontaktů strojních částí s nehladkými povrchy
Zapletal, Lukáš ; Maňas, Pavel (oponent) ; Vaverka, Michal (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem softwarové aplikace pro výpočet kontaktního tlaku v elastohydrodynamicky mazaném kontaktu s účelem využití dat předem získané tloušťky mazacího filmu. Úvodní část obsahuje krátký přehled metod používaných pro studium tloušťky mazacího filmu a kontaktního tlaku. Vlastní práce obsahuje řešení kontaktního tlaku z předem získané tloušťky mazacího filmu, popis vyvinutého softwaru a rozbor algoritmu použitých k jeho sestavení. Poslední část se věnuje ověření algoritmu, aplikaci softwaru na výpočet kontaktního tlaku na nehladkém povrchu a analýze získaných výsledků. V závěru je uvedeno shrnutí a možné uplatnění softwaru v praxi.
|
|
|
Chování EHD mazacího filmu při náhlých změnách rychlosti a zatížení
Zimmerman, Martin ; Dzimko, Marián (oponent) ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Dobeš, Petr (oponent) ; Hartl, Martin (vedoucí práce)
Tato disertační práce je zaměřena na experimentální studium chování mazacího filmu při náhlých změnách provozních parametrů. Ve většině reálných tribologických uzlů dochází v průběhu pracovního cyklu ke změně provozních podmínek jako jsou rychlost, zatížení a poloměry křivosti stýkacích se ploch. Změna provozních podmínek může představovat zvýšené riziko porušení mazacího filmu. Přímý dotyk kontaktních těles, v okamžiku porušení mazacího filmu, s sebou nese zvýšení tření a opotřebení. Pro sledování dynamických změn v kontaktu byla použita vysokorychlostní CMOS kamera. Z nasnímaných interferogramů, s pomocí metody optické interferometrie, byla provedena zpětná rekonstrukce mazacího filmu. Bylo potvrzeno, že provozní parametry mají zásadní vliv na utváření mazacího filmu a na jeho tloušťku a pro jistou kombinaci okrajových podmínek může dojít k porušení spojitosti vrstvy maziva.
|
|
|
Studium chování plastických maziv ve valivých ložiscích
Kroupa, Jiří ; Čermák, Jan (oponent) ; Frýza, Josef (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou mazacího filmu v kontaktech simulovaného axiálního kuličkového ložiska mazaného plastickým mazivem a srovnání tloušťky tohoto filmu s výsledky z jednokontaktního simulátoru typu ball-on-disc. Dle současného stavu poznání jsou tyto simulátory nejpoužívanějším typem aparatury pro popis chování maziva v EHD kontaktu. Zanedbávají však některé faktory působící v reálném ložisku, jako je přítomnost klece, spin a počet valivých elementů nebo geometrie kontaktní oblasti. Je tedy zapotřebí stanovit míru korespondence těchto výsledků s chováním maziva v ložisku. Za tímto účelem jsou provedena měření na unikátní aparatuře simulovaného axiálního ložiska. Efekt jednotlivých faktorů na tloušťku filmu je vyhodnocen pomocí metody Factorial design. Je zjištěna velká odlišnost výsledků získaných na jednotlivých simulátorech, a to zejména v oblasti tendence kontaktů ke hladovění. Z výsledků vyplývá nutnost orientace výzkumu v oblasti mazání ložisek na podmínky co nejbližší reálnému ložisku.
|
|
|
Výpočty kontaktního tlaku z experimentalně určené tloušťky mazacího filmu
Kozel, Lubomír ; Hartl, Martin (oponent) ; Vaverka, Michal (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá výpočtem kontaktního tlaku z tloušťky mazacího filmu pomocí metody konečných prvků (MKP). V rámci práce byly provedeny výpočty týkající se nekonformních povrchů za podmínek elastohydrodynamického mazání. Simulace byly provedeny pro kontakt disk s kuličkou, a to jak s leštěným povrchem, tak i s povrchem obsahujícím mikrovtisk. Algoritmus výpočtů byl proveden tak, aby tvorba modelu geometrie, zadání okrajových podmínek a uložení výsledků bylo provedeno parametricky. Díky tomu se při změně vstupních dat, rozlišení, geometrie, atd. změní pouze několik parametrů a je možno výpočet opakovat.
|
|
|
Vliv opotřebení plastického maziva na jeho mazací vlastnosti
Prokop, Adam ; Čermák, Jan (oponent) ; Košťál, David (vedoucí práce)
Přibližně 80 % všech valivých ložisek je mazáno plastickým mazivem. Až 1/3 všech jejich selhání je způsobena problémy s mazáním, zahrnující i nevhodný interval výměny degradovaného maziva. Cílem práce je experimentálně zjistit závislost mezi mírou degradace plastického maziva a poskytovanou tloušťkou mazacího filmu a výsledným součinitelem tření. Vzorky plastického maziva byly podrobeny teplotně-oxidační degradaci a mechanické degradaci v rotačním grease workeru vlastní konstrukce. Následně byly změřeny tloušťky mazacího filmu v závislosti na obvodové rychlosti a trakční křivky. Mazací schopnosti čerstvých vzorků byly porovnány s degradovanými a byly nastíněny možné vysvětlení rozdílného chování. Výsledky práce mohou sloužit k lepšímu pochopení vlivu degradace na mazací schopnosti plastického maziva případně mohou pomoci ke zdokonalení predikčních modelů k výpočtu předpokládané trvanlivosti maziva.
|
|
|
Studium chování plastických maziv ve valivých ložiscích
Kroupa, Jiří ; Čermák, Jan (oponent) ; Frýza, Josef (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou mazacího filmu v kontaktech simulovaného axiálního kuličkového ložiska mazaného plastickým mazivem a srovnání tloušťky tohoto filmu s výsledky z jednokontaktního simulátoru typu ball-on-disc. Dle současného stavu poznání jsou tyto simulátory nejpoužívanějším typem aparatury pro popis chování maziva v EHD kontaktu. Zanedbávají však některé faktory působící v reálném ložisku, jako je přítomnost klece, spin a počet valivých elementů nebo geometrie kontaktní oblasti. Je tedy zapotřebí stanovit míru korespondence těchto výsledků s chováním maziva v ložisku. Za tímto účelem jsou provedena měření na unikátní aparatuře simulovaného axiálního ložiska. Efekt jednotlivých faktorů na tloušťku filmu je vyhodnocen pomocí metody Factorial design. Je zjištěna velká odlišnost výsledků získaných na jednotlivých simulátorech, a to zejména v oblasti tendence kontaktů ke hladovění. Z výsledků vyplývá nutnost orientace výzkumu v oblasti mazání ložisek na podmínky co nejbližší reálnému ložisku.
|
|
|
Nanášení tenkých kovových povlaků na polymerní materiály
Zatloukal, Filip ; Furmann, Denis (oponent) ; Nečas, David (vedoucí práce)
Studium poddajných kontaktů z pohledu tribologických vlastností je velmi komplikované, jelikož materiály, jako jsou polymery či pryže, se vyznačují velmi nízkou odrazivostí a elektrickou vodivostí. Tyto vlastnosti významně omezují možnosti použití konvenčních metod, které se využívají ke studiu tvorby mazacího filmu a toku maziva. Aby bylo možné zavedené metody využít, je nutné na neodrazivý povrch nanést tenkou odrazivou vrstvu. V této práci je provedena kritická rešerše aktuálních vědeckých prací zabývajících se nanášením povlaků na polymerní materiály a na základě analýzy dostupných technologií je vybrána metoda, kterou je na polydimethylsiloxanový (PDMS) vzorek nanesena tenká odrazivá vrstva různých kovů. Následně je představena studie proveditelnosti, jejímž cílem bylo objasnit, jakým způsobem nanesení vrstvy ovlivní třecí vlastnosti PDMS. Tato práce může výrazně přispět v oblasti studia poddajných kontaktů a to zejména z pohledu objasnění mechanismů mazání.
|
host ::
RSS.