|
|
Studium utváření elastohydrodynamických mazacích filmů u hypoidních převodů
Omasta, Milan ; Dobeš, Petr (oponent) ; Čermák,, Jan (oponent) ; Dzimko, Marián (oponent) ; Křupka, Ivan (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá studiem elastohydrodynamického (EHD) mazání za podmínek, které se vyskytují v záběru boků zubů hypoidního soukolí. Cílem je experimentálně popsat chování mazacího filmu a mechanismy jeho utváření. Důraz je především kladen na objasnění vlivu směru a velikosti skluzové rychlosti u kruhového a eliptického kontaktu. Obecně se doposud předpokládalo, že směr skluzové rychlosti nemá vliv na výsledný mazací film. V práci je použito optické interferometrie ke stanovení rozložení tloušťky mazacího filmu. Součástí práce jsou nové a původní výsledky objasňující studovaný problém. Bylo zjištěno, že směr skluzové rychlosti ovlivňuje tvar filmu při vyšších rychlostech. To souvisí s ovlivněním tepelného toku kontaktem. Výsledky mají dopad na rozvoj obecné teorie EHD mazání a poskytují poznatky uplatnitelné při predikci tloušťky filmu při návrhu reálných tribologických uzlů.
|
|
|
Konstrukce tribometru pro studium vlivu opotřebení
Tatíček, Jiří ; Košťál, David (oponent) ; Omasta, Milan (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na konstrukční návrh tribometru pro simulaci opotřebení reálních těles a současně pro studium vlivu tohoto opotřebení na mazací film pomocí optické interferenční metody. V práci jsou představeny v současnosti nejpoužívanější konstrukce experimentálních zařízení a na jejich základě jsou vytvořeny různé konstrukční varianty, z nichž je následně zvolena optimální varianta. Výstupem je výrobní výkresová dokumentace.
|
|
|
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.
|
|
|
Konstrukce optického mikrotribometru
Poláček, Tomáš ; Zapletal, Tomáš (oponent) ; Šperka, Petr (vedoucí práce)
Úkolem práce je návrh konstrukce optického mikrotribometru s možností dynamického měření kapalinového tření v simulovaném bodovém kontaktu. Přístroj má být navržen tak, aby umožňoval vhled mikroskopem v místě dotyku. V práci je popsána konstrukce vybraných přístrojů zkoumajících síly v kontaktech. Poukázáno je na jejich přednosti i nedostatky při použití v dané problematice. Parametry dotyku byly zjišťovány pomocí vzorců pro Hertzův tlak. Následně byl řešen návrh zátěžného členu, na němž má být uchycena kulička (jedna ze stykových ploch). S využitím tohoto členu a kapacitních snímačů polohy mají být následně měřeny síly a dynamické chování v kontaktu. K vyvození potřebného zatížení je použito mikrometrické hlavice a navrženého šestikloubového mechanismu. Potřebný pohyb v kontaktu je vytvořen rotací disku, kterou zajišťuje synchronní řemenový převod a synchronní motor. Na konci práce je zhodnoceno dynamické chování celého přístroje, přičemž jsou uvedeny frekvence, při nichž mohou být ovlivněny výsledky měření. Parametry navrženého mikrotribometru jsou porovnány s parametry zařízení popsaných v rešeršní části.
|
|
|
Mazaní plastových ozubených soukolí
Hartl, Petr ; Čermák, Jan (oponent) ; Křupka, Jiří (vedoucí práce)
Práce se zabývá procesem mazání plastových ozubených kol, které jsou v záběru s kolem, jenž má výrazně vyšší materiálové vlastnosti. Experimentální měření je provedeno v simulovaném bodovém kontaktu na tribometru s konfigurací kulička-disk a pro sledování utváření mazacího filmu v kontaktu je použita metoda Chromatické optické interferometrie. Cílem této práce je objasnění procesu utváření tloušťky filmu a ověření jejich predikcí platných v Soft elastohydrodynamickém režimu pomocí experimentálního měření.
|
|
|
Konstrukce optického mikrotribometru
Poláček, Tomáš ; Zapletal, Tomáš (oponent) ; Šperka, Petr (vedoucí práce)
Úkolem práce je návrh konstrukce optického mikrotribometru s možností dynamického měření kapalinového tření v simulovaném bodovém kontaktu. Přístroj má být navržen tak, aby umožňoval vhled mikroskopem v místě dotyku. V práci je popsána konstrukce vybraných přístrojů zkoumajících síly v kontaktech. Poukázáno je na jejich přednosti i nedostatky při použití v dané problematice. Parametry dotyku byly zjišťovány pomocí vzorců pro Hertzův tlak. Následně byl řešen návrh zátěžného členu, na němž má být uchycena kulička (jedna ze stykových ploch). S využitím tohoto členu a kapacitních snímačů polohy mají být následně měřeny síly a dynamické chování v kontaktu. K vyvození potřebného zatížení je použito mikrometrické hlavice a navrženého šestikloubového mechanismu. Potřebný pohyb v kontaktu je vytvořen rotací disku, kterou zajišťuje synchronní řemenový převod a synchronní motor. Na konci práce je zhodnoceno dynamické chování celého přístroje, přičemž jsou uvedeny frekvence, při nichž mohou být ovlivněny výsledky měření. Parametry navrženého mikrotribometru jsou porovnány s parametry zařízení popsaných v rešeršní části.
|
|
|
Mazání plastových převodů
Poledník, Radim ; Vimmr, Jan (oponent) ; Šperka, Petr (vedoucí práce)
Cílem diplomové práce je popsání vlivu vstupních parametrů jako je unášecí rychlost, zatížení, teplota, dynamická viskozita a tlakově viskózní koeficient na schopnost utváření mazacího filmu v bodových a eliptických kontaktech pomocí metody optické interferometrie. Na základě dat byly vytvořeny regresní vztahy užívající formu bezrozměrných parametru rychlosti U, zatížení W a materiálu G. Tyto vztahy pro centrální a minimální tloušťku byly následovně doplněny o geometrickou funkci implementující elipticitu k, dále došlo k srovnání s již existujícími predikcemi pro EHD mazání. Měření tlouštěk a nové regresní vztahy vedou k lepšímu pochopení utváření mazacího filmu, což může vézt k efektivnějšímu návrhu kapalinově mazaných plastových převodů.
|
|
|
Vliv složení synoviální kapaliny a topografie třecích povrchů na mazání kloubních náhrad
Hekrle, Pavel ; Vampola, Tomáš (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Hlavním účelem této diplomové práce je zjistit vliv složení synoviální tekutiny a dále vliv povrchových mikrotextur na mazání kyčelních náhrad. Pro všechny experimenty byl použit kyčelní simulátor fungující na principu kyvadla. Jako kontaktní páry byly použity kovové hlavice (CoCrMo) od firmy B Braun a acetabula z optického skla, která umožňují náhled do kontaktu. Rozměry jamek byly vytvořeny na základě rozměrů skutečných implantátů. Experimenty s povrchovými mikrotexturami simulovaly chůzi po dobu 210 s a byl pozorován vývoj mazacího filmu v závislosti na čase. Výsledky ukázaly, že všechny typy testovaných struktur zlepšily mazání v kontaktní oblasti, přičemž nejlépe dopadly čtvercové a trojúhelníkové struktury. Druhá část experimentů byla provedena na základě faktu, že složení synoviální tekutiny u zdravých lidí a u pacientů s různými stádii osteoartrózy, se liší. V rámci práce byly proto porovnány experimenty s různými modelovými tekutinami, které svým složením odpovídají různým skupinám pacientů. U modelové tekutiny, která odpovídá pacientům s osteoartrózou, byly následně provedeny experimenty s jednotlivými složkami a jejich kombinacemi, aby mohlo být detailněji popsáno, jak tyto složky ovlivňují mechanismus utváření mazacího filmu. Výsledky dokazují, že změna složení synoviální tekutiny u pacientů s osteoartrózou může mít zásadní vliv na tvorbu mazacího filmu uvnitř páru.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.