|
|
Analýza konstrukce turbínové skříně z hlediska úniku tepla
Diakov, Jakub ; Lošák, Petr (oponent) ; Vlach, Radek (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá posouzením použitelnosti topologické optimalizace programu Ansys Workbench v kombinaci s termo-mechanickou únavou a nelineárním modelem materiálu turbínové skříně. V první části práce je provedena rešerše, která slouží k pochopení a teoretickému podložení praktické části. V rešeršní části je nejprve odůvodněn hlavní cíl práce, kterým je snížení úniku tepla z výfukových plynů, z důvodu dřívějšího zpracování spalin a nižší produkce emisí. V druhé kapitole rešerše je rozebrána konstrukce a funkce turbodmychadla z hlediska geometrie komponent, jejich výroby a použití. Následující kapitola se zabývá rozborem energetické a teplotní bilance turbodmychadla. V této kapitole jsou uvedena zásadní zjednodušení výpočetního problému, která jsou uplatněna v praktickém příkladu. V kapitole je dále rozebrána termo-mechanická únava, rozdělení oblastí únavy a přístupy pro predikci životnosti. Poslední kapitola rešeršní části se zabývá vybranými výpočetními oblastmi a jejich teoretickým základem. Je zde rozebrána analýza mechaniky tekutin a vybrané metody topologické optimalizace, které jsou dostupné ve zvoleném výpočetním programu. Na rešeršní část navazuje praktická část, ve které je řešen multifyzikální příklad optimalizace turbínové skříně z hlediska úniku tepla, která je vystavena termo-mechanické únavě. Praktická část, složená z několika kroků, vychází z analýzy proudění CFD, která je použita k získání teplotní podmínky pro výpočet transientní teplotní analýzy. Z vázané transientní teplotní analýzy je použito prostorové teplotní pole, které v důsledku roztažnosti materiálu způsobuje nehomogenní napjatost na turbínové skříni. Samostatná kapitola praktické části je věnována použitelnosti topologické optimalizace na odlišné typy úloh. Součástí této kapitoly je navržení metodiky pro stanovení napěťového omezení zvoleného typu topologické optimalizace. Předposlední kapitola v praktické části je věnována topologické optimalizaci turbínové skříně na základě předchozí deformačně napěťové analýzy a stanoveného omezení. V poslední kapitole je po úpravách geometrie provedena validace optimalizovaného tvaru skříně. Validace je provedena z hlediska ustálené teploty výstupních spalin, rychlosti ohřevu optimalizované geometrie a porovnání živostnosti z hlediska termo-mechanické únavy. Na konci práce jsou navrženy a diskutovány závěry, prostor pro zlepšení a možné navázání v dalším výzkumu.
|
|
| |
|
|
Optimalizace vlastností snímače vektoru kontaktní síly
Vála, Pavel ; Vlach, Radek (oponent) ; Krejčí, Petr (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je optimalizace vlastností snímače vektoru kontaktní síly, jehož prototyp je v současné době navrhnut. Princip senzoru je založen na měření přetvoření aktivní části snímače pomocí tří tenzometrů, následné identifikaci velikosti a vektoru zatěžující síly pomocí neuronové sítě. Senzor však vykazuje špatnou citlivost při zatížení v ose, popřípadě kolem osy snímače. K vyřešení daného problému byl použit MKP model snímače, na který byla aplikována vhodná optimalizační metoda. Z výsledku optimalizace navrhneme modifikovaný snímač, na kterém se provede ověření funkčnosti pomocí neuronové sítě.
|
|
|
Topology Optimization of the Hinge on Elastic Foundation
Beruashvili, Vasili ; Symonov, Volodymyr (oponent) ; Löffelmann, František (vedoucí práce)
Deal of this Master’s thesis is to modify original part shape using topology optimization by M.S.C NASTRAN, M.S.C. PATRAN and FUSION 360 software results that will define best fitted and satisfying the operating conditions for defined load and constraint conditions. The part is mounted on an orthotropic plate (sandwich panel). The aim of this thesis is to see the effect of elastic foundation on optimization result. The part will be optimized using different design objectives and constraints. Elastic foundation theoretically will change stiffness and deformation, and this will give the ability to change stresses on the part. Original and modified shape part load capacity will be compared by M.S.C NASTRAN/PATRAN software. After shape optimization, the 3D model has to be prepared for the manufacturing process which will be the most cost-efficient.
|
|
| |
|
|
Statické řešení montované haly
Koníček, Jakub ; Koláček, Jan (oponent) ; Zich, Miloš (vedoucí práce)
Předkládaná bakalářská práce se zabývá návrhem a optimalizací vybraných konstrukčních prvků těžkého montovaného skeletu vysoce zatížené skladovací haly. Podkladem pro řešení je konstrukce skutečné skladovací haly projektované v letech 2017-2018. Při návrhu prvků je kladen důraz na dosažení minimální hmotnosti konstrukce. Při této snaze u prefabrikátů často dochází ke vzniku tzv. D-oblastí. K jejich řešení jsou v bakalářské práci používány obecné metody řešení betonových konstrukcí jako metody příhradové analogie, nebo nelineární analýza metodou konečných prvků. Navržené konstrukční prvky jsou nakonec srovnány se skutečně navrženým řešením referenční skladovací haly. Součástí práce jsou statické výpočty střešní vaznice a stropního trámu/stropnice s rozpony 24 m, výkresová dokumentace haly a prefabrikátů v patřičném rozsahu, technická zpráva. K řešení bylo využito programů SCIA Engeneer 18.1, Idea StatiCa Beam10.1, Idea StatiCa Detail 10.1, RIB Fermo, PTC MathCad a MS Excel.
|
|
|
Optimalizace těhlice formule student pro výrobu SLM technologií
Vaverka, Ondřej ; Růžička, Bronislav (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá návrhem těhlice pro Formuli Student, která je topologic-ky optimalizovaná a aditivně vyrobená technologií Selective Laser Melting. Materiá-lem pro výrobu je hliníková slitina AlSi10Mg, která má horší mechanické vlastnosti než tradičně používané vysokopevnostní slitiny. Proto bylo cílem navrhnout pomocí topologické optimalizace díl, který bude mít srovnatelné vlastnosti jako díl frézovaný. Metodou konečných prvků byla provedena deformačně napěťová analýza a byla sta-novena bezpečnost a maximální deformace. Byl vyroben prototyp a pomocí optické digitalizace byla provedena rozměrová kontrola, která prokázala přesnost výroby. Pevnostní výpočty byly ověřeny pomocí speciálního testovacího zařízení a fotogram-metrického měření. Při testech bylo aplikováno také o 20 % větší zatížení, při kterém nebyl pozorován žádný mezní stav. Tím byla ověřena její bezpečnost a funkčnost.
|
|
|
Moderní trendy navrhování nosných konstrukcí strojů
Holík, Štěpán ; Urbánek, Michal (oponent) ; Zeizinger, Lukáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problematikou využití moderních metod při navrhování strojních konstrukcí, zejména topologickou optimalizací. V první části je popsána historie konstruování, metody navrhování z hlediska přístupu k problému a také proces vývoje výrobku. Druhá část rozebírá jednotlivé metody používané při návrhu. Jsou zde porovnány metody topologické optimalizace a podrobně popsány softwarová řešení, která topologickou optimalizaci umožňují. Čtvrtá část se zaobírá dimenzováním součástí za pomocí topologické optimalizace s demonstrací důležitých detailů na konkrétním příkladu v prostředí Ansys Mechanical a MSC Apex Generative Design.
|
|
| |
|
|
Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní pneumobil
Mende, Milan ; Červinek, Ondřej (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Tato práce řeší návrh odlehčených předních těhlic pneumobilu Javelin pomocí topologické optimalizace a jejich následnou výrobu aditivní technologií Selective Laser Melting. Materiálem, ze kterého jsou těhlice vyrobeny, je hliníková slitina AlSi10Mg. Topologicky optimalizované díly mají splňovat minimální bezpečnost 2, proto jsou návrhy podrobeny MKP napěťové a deformační analýze, při které je tato bezpečnost ověřena a stanovena maximální deformace. Vzhledem k parametrům brzdové soustavy byly navrženy dvě nesymetrické těhlice. Přesnost výroby byla ověřena prostřednictvím optické digitalizace. Obrobené těhlice byly připevněny na pneumobil a otestovány přímo na vozidle. Při testech ani následných závodech nedošlo k žádnému meznímu stavu a ukázaly se tak jako funkční. Hmotnost levé těhlice byla snížena z 1 609 g na 758 g, pravá byla odlehčena na 741 g.
|
host ::
RSS.