|
|
Workshop mobile handling table
Macejka, Andrej ; Špička, Jiří (referee) ; Škopán, Miroslav (advisor)
This diploma thesis is concerned with the design of lift table with hydraulic actuator system. Lift table is supposed to perform vertical motion and tilting the upper desk in horizontal axis. In background research are explored various suitable movement mechanisms and types of actuating systems. After choosing the right mechanism type for lifting and tilting, actuating system and various design components the force and strength calculations are performed analytically and by finite element analysis. The hydraulic schema, 3D model of assembly and drawings are made.
|
|
|
Electronically commutated motor
Vykopal, Petr ; Melichar, Petr (referee) ; Vítek, Ondřej (advisor)
The main idea that lead to the development of EC (electronic commutation) motors is to remove from commutation motors, called DC (direct current) motors, the mechanical commutation system i.e. the cylinder brushes and the commutator that limits in most of the applications the longevity of direct current motors. The commutator is the source of electromagnetic interference and it limits the motor speed. At the same time it is required to keep the outstanding features of DC motors, mainly the multiple overload capacity, high starting torque, low time constant and small dimensions. Thesis introduces the problematic of electrically switched machines and their possible construction versions. Based on obtained findings there is performed an analytical calculation of EC-machine with classical stator (made with two grooves on pole and phase) and with segmental stator for given parameters. With the known parameters of the machines from personal design there were created models of both machine types, and the results obtained from the program FEMM were compared to those of analytical calculations.
|
|
|
Design of Electrical Machine 6 kW, 120 000 rpm for Helium Turbo-Circulator
Bárta, Jan ; Rafajdus,, Pavol (referee) ; Dušek,, Jiří (referee) ; Ondrůšek, Čestmír (advisor)
The induction machine with a squirrel cage is a workhorse of the industry. The main advantage of an induction machine is the low manufacturing price, simple and robust construction, low maintenance requirements. However, for high-speed applications, induction machine with a squirrel cage requires design modification due to the mechanical restrictions. The objective of this thesis is to show design process, methodology and assembly of the induction machine for high-speed applications. In this thesis, the rotor dimensioning data are presented. The results are demonstrated on the design of the 6 kW, 120 000 rpm solid rotor squirrel cage induction machine. This thesis also contains calculation and design of three different electrical machine topologies for a turbo circulator application. The electrical machines are designed with 6 kW output power at 120 000 rpm. The machines are estimated by using electromagnetic, thermal, and mechanical calculations. The drawbacks and advantages of each topology under study are described. For other high-speed applications, a comparative method helps in choosing the suitable electrical machine topology by examinations of discussed criteria. Rotor design effect on the electromagnetic performance of the induction machine is shown. Mechanical stresses are calculated with Finite Element Method analysis. Various assembly technologies to produce solid rotor with squirrel cage are discuss and compare. Describe approach enables high electromagnetic performance and durable construction of the high-speed induction machine. Work is confirmed by measurement on the manufactured prototype.
|
|
|
Analysis of Aeronautical Composite Structures under Static Loading
Cejpek, Jakub ; Juračka, Jaroslav (referee) ; Cabrnoch, Bohuslav (referee) ; Jebáček, Ivo (advisor)
Poměrně velké množství soukromých firem v České republice vyrábí lehká sportovní letadla. Značná část těchto letadel využívá kompozitní pružiny ve svých přistávacích zařízení. Tyto pružiny jsou buďto menší díly, absorbující energii (na příďové noze či ostruze), anebo jde celé pružnice hlavního podvozku. Všechny tyto pružiny sdílí základní charakteristiky: jsou vyrobeny převážně z jednosměrného kompozitu s významnou tloušťkou, hlavním druhem zatížení je ohybový moment a jsou očekávány velké deformace. Podobnou charakteristiku můžeme použít i při popisu hlavního nosníku křídla. Jak vypadá návrh a analýza takovýchto dílů? V zásadě jsou dvě možnosti. První z nich je poměrně jednoduchá analytická analýza, případně naprogramovaná v tabulkovém výpočetním prostředí. Nevýhody tohoto řešení jsou limitované možnosti výpočtu a jeho nízká flexibilita. Druhou možností je využít komerční konečno-prvkový systém pro analýzu, případně i pro optimalizaci. Pochopitelnou nevýhodou této možnosti je cena programu a obsluhy. Cílem této disertační práce je vytvořit program, jež nabídne třetí možnost, která umožní provádět zevrubnou analýzu řešených produktů bez nutnosti pořizovat nákladný software. Tento program zjednoduší a urychlí návrh a pevnostní kontrolu. Umožní uživateli rychle analyzovat více návrhových variant. Program dále bude zohledňovat specifika analyzovaných produktů (například velké deformace a lokální koncentrace napětí kolmo na vlákno). Z pohledu uživatele by program měl být jednoduchý na ovládání. Minimum množství vstupních dat a přehledné grafické rozhraní zajistí komfortní používání. Samostatně spustitelný program (bez instalace a bez podpůrného softwaru) zlepšuje rozšiřitelnost programu.
|
|
| |
|
|
Dynamic Properties of Combined Rivet and Adhesive Bonded Joints
Urík, Tomáš ; Samek, Radko (referee) ; Petrásek, Miloslav (referee) ; Klement, Josef (advisor)
The improvement of static properties of combined rivet and adhesive bonded joints have been proven by several authors [1, 2]. On the other side, dynamic properties of joints (for example fatigue and corrosion) significantly affect final function of structures during their service life. In this thesis, the combine joints created by blind rivets and hyper elastic sealant are solved. Complex description of dynamic properties of this particular combined joining technology has not been publicised, yet. Description of sealant layer influence on stress concentration in rivet hole regions is one of the main goal of this work. The next stage of the thesis is focused on the influence of above mentioned sealant layer on fatigue properties of combined blind rivet and solid countersunk rivet joints. Stress strain analysis of rivet and combined joints done by FE analysis and by experimental optical measurement of strain field proved that hyper elastic sealant layer has a positive effect on decreasing of stress peaks in rivet hole regions. This findings are in direct compliance with fatigue measurement of combined joint (AAPL). The influence of applied sealant in this combined joints improved fatigue properties by twenty percentage increasing of stress to failure in comparison with rivet joints.
|
|
|
Finite element solution of axially loaded bars using quadratic element
Janáčik, Lukáš ; Halabuk, Dávid (referee) ; Vaverka, Jiří (advisor)
This bachelor thesis describes an algorithm for programming finite-element model with quadratic elements for axial loaded bar. In the introduction, we define the basic concepts of mechanics of materials, which are used in this thesis and are necessary to understand problems, for which finite element method was formulated. The thesis clarifies a transition from basic differential equation to weak formulation, which is the base of finite element method. We define element matrices and describe transition to global matrices, relating to the whole body. Then describe implementation of boundary conditions and postprocessing of the results, necessary for calculation and displaying of other unknowns. In the practical part, 3 illustrative problems are presented and calculated numerically in FEM solver using Matlab, analytically and in software ANSYS Workbench. Results are then compared and evaluated. Problems have different boundary conditions (linear axial load, tempered cross section, statically indeterminate fixation). Results of displacement and normal stress for programmed solver are identical to those from Ansys (using the same settings) and analytical solution (after more elements are added, if necessary). Problem with tempered cross section was simulated in Ansys using plain stress, because the program can’t define bar with tempered cross section. This revealed sheer stress contained in parts of cross section further from centreline, which are not calculated in our FEM solver and in some cases might be significant.
|
|
|
Design and analysis of PMSM with concentrated winding
Macek, Pavel ; Ondrůšek, Čestmír (referee) ; Vítek, Ondřej (advisor)
Permanent magnet synchronous machine (PMSM) are widely used in many industrial applications. This thesis starts with familiarization with the properties and structure of each type of synchronous machines with permanent magnets. Subsequently there are described properties and possible division of AC winding types. Afterward analytical designs of four machines with two different types of winding were realized. These designs were compared by means of simulations using the RMxprt program and their properties were subsequently verified by method of finite element using the Maxwell 2D program. Evaluation and comparison in terms of utility properties for all designs of machines were performed at the conclusion of this thesis.
|
|
|
Comprehesive Theoeretical Analysis of Ring-Core Method for Residual Stress Determination
Civín, Adam ; Holý, Stanislav (referee) ; Plánička, František (referee) ; Frydrýšek,, Karel (referee) ; Vlk, Miloš (advisor)
Comprehensive analysis of the ringcore method used for the determination of the residual stresses in mechanical components is presented in this thesis. Principles, advantages, disadvantages and applicability of this semidestructive experimental method are discussed too. At the same time the ringcore method is compared with the hole drilling method, which is used more frequently. All aspects of the ringcore method are analyzed by the finite element method. FE simulations, performed on the universal numerical model, verified principles of the integral method and the incremental strain method. FE simulations also provided basic information for the uncertainty analysis, which significantly affects the accuracy of the residual stress measurement. The main goal, which the present work deals with, is to create a global overview of all ringcore methods´ aspects elaborated in a clear and complex form.
|
|
|
Design and Optimization of High-Torque Ferrite Assisted Synchronous Reluctance Motor
Knebl, Ladislav ; Rafajdus,, Pavol (referee) ; DUŠEK,, Jiří (referee) ; Vítek, Ondřej (advisor)
Vysokomomentový asistovaný synchronní reluktanční motor může být, soudě podle nízkého počtu publikovaných článků, stále považován za relativně málo prozkoumané téma výzkumu. Tato ale i další výhody, jako nízká výrobní cena a vysoká hustota výkonu poutají pozornost výzkumných pracovníků. Navzdory tomu, že tento druh motoru je zajímavější z pohledu konvenčních nebo vysokootáčkových aplikací, tak se i trakční aplikace dostávají do popředí s tím, jak jsou objevovány vlastnosti tohoto motoru. Tato práce se zaměřuje na návrh tohoto typu motoru pro pohon lodi, který je navržen aby dosahoval vysokého momentu při nízkých otáčkách. Aplikace je definována výkonem 55 kW při 150 otáčkách za minutu a použitím levných feritových magnetů s cílem nízké ceny motoru. Návrh motoru je úzce propojen s optimalizačními algoritmy aby bylo dosaženo co nejlepšího výkonu v daném objemu stroje. Navzdory tomu, že návrh samotný je velice zajímavým tématem, tak práce deklaruje další teze, které jsou rovněž zajímavé a důležité. Vzhledem k tomu, že je práce zaměřena i na optimalizaci, tak prvním cílem práce je porovnání různých optimalizačních metod. V této práci jsou nejenom že různé druhy optimalizačních algoritmů, samoorganizující migrující algoritmus a genetický algoritmus, porovnány, ale jsou zde porovnány i různé optimalizační metody. Metoda založená na definování preferenčního vektoru a ideální multi-objektivní metody jsou v rovněž v této práci srovnány. Tyto algoritmy jsou srovnány v případě více optimalizovaných parametrů. Dalším scénářem pro porovnání ideálních multi-objektivních algoritmů je ten s menším počtem parametrů. Posledním cílem práce je laboratorní měření navrženého optimalizovaného stroje, které rovněž představuje další set výzev v této práci, které jsou diskutovány v poslední kapitole této práce.
|
guest ::
