|
|
Applications of metallic probe for the control of optical processes and near-field imaging
Gallina, Pavel ; Klapetek, Petr (referee) ; Křápek, Vlastimil (advisor)
Hlavním předmětem této diplomové práce jsou elektromagnetické simulace pomocí metody konečných prvků (FEM) k vyšetření vlivu grafenu na hrotem zesílenou Ramanovu spektroskopii (TERS) a povrchem zesílenou infračervenou absorpční spektroskopii (SEIRA) a k prozkoumání citlivosti sondy skenovacího optického mikroskopu blízkého pole (SNOM) ke složkám elektromagnetického pole v závislosti na parametrech sondy (průměru apertury v pokovení). Nejprve je proveden výpočet TERS systému složeného ze stříbrného hrotu nacházejícího se nad zlatým substrátem s tenkou vrstvou molekul, jehož účelem je porozumění principů TERS. Poté je na molekuly přidána grafenová vrstva, aby se prozkoumal její vliv ve viditelné (TERS) a infračervené (SEIRA) oblasti spektra. Druhá část práce se zabývá výpočty energiového toku SNOM hrotem složeným z pokoveného skleněného vlákna interagujícím s blízkým polem povrchových plasmonových polaritonů. Zde uvažujeme zlatou vrstvu se čtyřmi štěrbinami uspořádanými do čtverce na skleněném substrátu sloužícími jako zdroj stojatého vlnění povrchových plasmonů s prostorově oddělenými maximy složek elektrického pole orientovanými rovnoběžně či kolmo na vzorek. Ve výpočtech hrotem zesílené spektroskopie zjišťujeme, že grafen přispívá pouze malým dílem k zesílení pole ve viditelné oblasti spektra, ovšem v infračervené oblasti má grafen vliv pro záření s energií menší než dvojnásobek Fermiho energie grafenu, pro kterou je hodnota zesílení pole větší než v případě výpočtu bez grafenu. Avšak pro velmi vysoké vlnové délky zesílení pole v přítomnosti grafenu klesá pod (konstantní) hodnotu pro případ bez grafenu. Při studiu citlivosti SNOM hrotu k jednotlivým složkám pole shledáváme, že pro hrot se zlatým pokovením je energiový tok skleněným jádrem hrotu kombinací příspěvků energie prošlé aperturou a periodické výměny energie mezi povrchovým plasmonem šířícím se po vnějším okraji pokovení a mody propagujícími se v jádře. Dále zjišťujeme, že hroty s malou aperturou (či bez apertury) jsou více citlivé na složku elektrického pole orientovanou kolmo ke vzorku (rovnoběžně s osou hrotu), zatímco hroty s velkou aperturou sbírají spíše signál ze složky rovnoběžné s povrchem vzorku. V případě hrotu s hliníkovým pokovením jsou hroty citlivější ke složce pole rovnoběžné s povrchem, což je způsobeno slabším průnikem pole skrze pokovení.
|
|
|
Assessment of thermo-mechanical fatigue of exhaust manifold
Košťál, Josef ; Petruška, Jindřich (referee) ; Šebek, František (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá posouzením tepelně-mechanické únavy výfukového potrubí. Nejprve byla provedena rešeršní studie, ve které je rozebrán fenomén tepelně-mechanické únavy. Byly prezentovány hlavní mechanismy poškození a přístupy k jejich modelování. Diskutována byla i specifická chování materiálu vystavenému tepelně-mechanickému zatěžování. Byl vypracován přehled vhodných modelů materiálu a modelů únavové životnosti společně s algoritmem predikce tepelně-mechanické únavy komponenty. Poté byl tento teoretický základ aplikován na praktický případ výfukového potrubí podléhajícího tepelně-mechanickému zatěžování. Dva tepelně závislé elasto-plastické modely materiálu byly nakalibrovány a validovány na základě experimentálních dat. Byl vytvořen diskretizovaný konečnoprvkový model sestavy výfukového potrubí. Model tepelných okrajových podmínek byl předepsán na základě výpočtů ustáleného sdruženého přestupu tepla. Slabě sdružená tepelně-deformační úloha byla vyřešena metodou konečných prvků pro oba modely materiálů. Bylo použito paradigma nesvázaného modelu únavy, které je vhodné pro nízkocyklovou únavu. Životnost byla tedy vyhodnocena jako součást post-procesoru. Použity byly dva modely únavové životnosti – energeticky založený model a deformačně založený model. Získané hodnoty životnosti byly porovnány vzhledem k použitým modelům materiálu a modelům únavové životnosti. Nakonec jsou diskutovány závěry této práce, oblasti dalšího výzkumu a navrženy možnosti na zlepšení použitých přístupů.
|
|
|
Modeling the heat propagation in the linear axis with a ball screw and servodrive
Malásek, Michal ; Pavlík, Jan (referee) ; Huzlík, Rostislav (advisor)
This diploma thesis deals with the creation of a heat propagation model for a linear axis with a ball screw and a servodrive. Many heat sources can be found on the axis, which mainly include the motor, bearings, etc. The aim of the research part, is to approach the issue of heat loss and propagation. Subsequently, a 3D model of the entire axis assembly is created. The result of the work is to analyze the sources of losses for the selected work cycle. The next step is to simulate the temperature distribution in selected operating cycles on the created 3D model of the axis.
|
|
|
Solution of chosen exercises of elasticity by using Airy stress function
Koch, Martin ; Profant, Tomáš (referee) ; Novák, Kamil (advisor)
The Bachelor thesis is concerned with solving selected Mechanics of Material tasks using Airy stress function. First, a description of usage and implementation of the function and methods using the function for solving problems are provided. In the analytical part, there are selected tasks solved by using the Airy stress function and the results are compared with the ones obtained by using the standard approach. A calculation using the Finite Element Method is carried out in the last part and is followed by a final comparison of all the solutions.
|
|
|
Numerical modelling and measurement of the magnetic susceptibility in inhomogeneous materials by the NMR technics
Julínek, Michal ; Steinbauer, Miloslav (referee) ; Fiala, Pavel (advisor)
This bachelor work is concerned in magnetic susceptibility of specific object (glass cube filled with clay, with glass sphere in the centre). In the first part determining of magnetic susceptibility of object was carried out. Measuring was conducted on tomograph of ÚPT AV ČR. Method of gradient echo, which allows magnetic susceptibility determining of non-magnetic materials, was used. Distribution of magnetic field within the object was acquired (object was measured with and without sphere), the change of magnetic field (between object with and without sphere) was subsequently determined. In the second part, magnetic field simulation of the same object in the ANSYS software was performed. Calculation was conducted on 3D model by the finite element analysis. Distribution of magnetic field of object was acquired as a result of simulation. Results from simulation were compared with experimental findings.
|
|
|
Electromagnetic analysis of circuit breaker tripping unit
Mlynář, Zdeněk ; Augusta, Zbyněk (referee) ; Valenta, Jiří (advisor)
Using circuit breakers as devices for protecting the circuit, equipment, property, and not least the people is an important part of the generation, transmission and distribution of electricity. This puts high demands on the design of complex devices such as circuit breakers. To ensure proper function is one of many parts and that is the trip unit. Trip unit is used to evaluate the current flowing through the breaker and respond to undesirable overcurrent. For these reasons, this work deals with electromagnetic analysis - specifically thermal magnetic trip unit. The focus will be on improving the actual situation and finding more suitable design solutions.
|
|
|
Methods of Static Buckling Analysis
Svoboda, Filip ; Eliáš, Jan (referee) ; Frantík, Petr (advisor)
The aim of this theses is to create application, which is able to calculate buckling load of structure made from 1D bar elements, using finite element method. introduction is devoted to basic principles of buckling and derivation of necessary formulas. Then are described all operations and numerical methods needed for the application. At the and is in detail analyzed few structures and results are compared with known solutions or with other applications.
|
|
|
Proposal of the Plastic Overload Clutch
Ujčík, Martin ; Mrázek, Dušan (referee) ; Samek, František (advisor)
The bachelor thesis describes the proposal of the geometrical change on the sliding holder which is ensuring adjusting of the headlamp in to the correct position. It means a change of geometrical concept. Proposed geometry overtakes the security function of the overload clutch witch ensured in current solution additional part. Proposal was created in CAD System Catia. Function of the solution was tested with finite element method in SimDesigner program and with the evaluation of measuring of prototype part.
|
|
|
Numerical analysis of visco-elastic material models
Michálková, Veronika ; Lang, Rostislav (referee) ; Trcala, Miroslav (advisor)
The serviceability of concrete structures is a multiphysical problem where viscoelasticity is interrelated with plasticity or damage, among other things. This work focuses on the analysis and testing of an isotropic viscoelastic material model based on a generalized Kelvin chain. The Kelvin chain is described in detail for 1D strain and then its application to multi-axial 2D plane strain is shown. In this paper, a total of 3 studies are carried out using the Kelvin chain. The first study concerns the analysis of the Kelvin chain with damage on several benchmark refinement problems. The second study compares the results of the Kelvin chain including damage with an experiment on a three-point beam bending problem. The third study concerns the analysis of the Kelvin chain with damage on a stress relaxation problem in a loaded concrete beam and compares the results with the ANSYS calculation and experimental measurements. The aim is to analyze the effect of the parameter on the time-dependent behavior of the concrete and also the effect of the number of time increments N on the result.
|
|
|
Design of test rig for long-term testing of couplings intended for railroad applications
Machálek, Ondřej ; Prokop, Aleš (referee) ; Řehák, Kamil (advisor)
The master thesis deals with design of test rig for long-term testing of coupling appointed to railway vehicles. At first, there is made a brief research which is related to railway coupling used for transmitting a torque. This is followed by an analysis of the most used power devices to derive real loads conditions of tested couplings. There is chosen the most appropriate conception based on made analysis and it is followed by the description of designed components. There is made a verification of modal properties non-purchased components which is necessary part of the thesis. Numerical modal analysis was performed in ANSYS Workbench software. In the end of the thesis there are included stress-strain analysis of the chosen designed components.
|
guest ::
