|
|
Topologická optimalizace ramena kvadrokoptéry s využitím 3D tisku
Simon, Jakub ; Červinek, Ondřej (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se věnuje porovnání technologických omezení aplikovaných během topologické optimalizace na demonstrační součást, kterou bylo rameno kvadrokoptéry. Čtyři ramena byla optimalizována každé s jiným výrobním omezením: Extruzí, Single draw, Split draw, Overhang a jedno pouze s rovinou symetrie, bez dalších výrobních omezení. U všech návrhů byl během optimalizace kladen důraz na zachování spojité geometrie a na finální hmotnost přibližně odpovídající hmotnosti originálního ramene. Všech 5 návrhů bylo následně podrobeno pevnostní analýze metodou konečných prvků. Na závěr byla ramena vytištěna metodou fused deposition modelling (FDM) z materiálu ABS a otestována zatížením statickou silou. K vyhodnocení deformace byla použita metoda fotogrammetrie. Výsledky experimentu byly přepočteny na poměrnou tuhost, v níž byly zohledněny malé rozdíly ve hmotnostech. Poměrné tuhosti návrhů ramen byly následně porovnány, čímž se ukázalo, že 4 z 5 topologicky optimalizovaných ramen mají větší tuhost vůči definovanému zatížení než originální tvar. Jako nejtužší se ukázal návrh bez technologického omezení, který má při stejné hmotnosti 12,5 krát vyšší poměrnou tuhost než originální rameno.
|
|
|
Tvarová optimalizace klikového hřídele leteckého motoru
Vopařil, Jan ; Drápal, Lubomír (oponent) ; Novotný, Pavel (vedoucí práce)
Práce popisuje rozmanitost a šíři problematiky spjaté s klikovými hřídeli spalovacích motorů. Charakterizuje jednotlivé faktory ovlivňující jejich tvar a velikost a vybrané poznatky přenáší do návrhu klikové hřídele konkrétního motoru. Dále předkládá ucelený popis aplikace topologické optimalizace na řešenou hřídel a posléze navrhuje jiné, komplexnější návrhové postupy vedoucí k jejímu optimálnímu tvaru. Kvalita takového návrhu je posléze ověřena porovnávací analýzou únavové životnosti.
|
|
|
Topologická optimalizace držáku řízení
Ženčák, Jan ; Janoušek, Michal (oponent) ; Ramík, Pavel (vedoucí práce)
Práce se zabývá návrhem držáku řízení pro závodní vozidlo kategorie Formule Student s pomocí topologické optimalizace a analýzou tohoto návrhu. Cílem práce je seznámit se s problematikou použití topologické optimalizace a získané vědomosti aplikovat na návrh náhrady domku kuželové převodky řízení a držáku převodky řízení.
|
|
|
Použití volně dostupných programů pro topologickou optimalizaci na vybraných úlohách mechaniky těles
Flídr, Ondřej ; Halabuk, Dávid (oponent) ; Vosynek, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce zkoumá volně dostupné programy pro topologickou optimalizaci, analyzuje jejich možnosti na vybraných úlohách mechaniky těles a verifikuje výsledky metodou konečných prvků. V teoretické části jsou popsány principy a metody, kterými lze řešit úlohy topologické optimalizace. Dále následuje rešerše volně dostupných programů využívajících tyto metody. Postup výpočtu ve vybraných softwarech je detailně popsán při řešení vzorových úloh v předposlední části. V poslední kapitole jsou nejlepší volně dostupné programy srovnávány mezi sebou a také s komerčně distribuovaným programem Ansys Workbench 19.2. Výstupem je zhodnocení využitelnosti jednotlivých volně dostupných programů v průmyslu. Práce může rovněž sloužit jako manuál k použití vybraných programů pro nezkušené uživatele.
|
|
|
Návrh těhlice předního kola vozidla Formule Student
Chlud, Martin ; Janoušek, Michal (oponent) ; Ramík, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se bude zabývat návrhem a konstrukcí přední těhlice závodního vozidla kategorie Formule Student. Při návrhu bude využito topologické optimalizace a MKP analýzy jízdních stavů při zatížení jak od kola vozidla, tak od prvků přední nápravy. Cílem práce je navrhnout těhlici s vyšší tuhostí a minimálním rozdílem hmotnosti oproti loňskému modelu. Závěrem bude těhlice porovnána s minulými návrhy jak z hlediska bezpečnosti, tak hmotnosti a ceny.
|
|
|
Vahadlo zadního odpružení Formule Student
Šprta, Petr ; Prokop, Aleš (oponent) ; Janoušek, Michal (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem vahadel zadního odpružení desáté generace závodního monopostu Dragon, který je vyvíjen na VUT FSI v rámci mezinárodního výukového projektu Formula Student. Na základě rešerše byla jako technologie výroby zvoleno odlévání. Vstupem pro návrh vahadel byly působící síly a body zavěšení dané kinematikou vozidla. Na základě těchto skutečností byly provedeny topologické optimalizace tvarů, podle kterých byly vymodelovány součásti. Za pomoci zpětného zatěžování vymodelovaných komponent pak byla provedena optimalizace, která se zaměřovala na minimalizaci hmotnosti, deformace a napětí. Poslední část práce se věnuje srovnání s vahadly zadního odpružení loňského monopostu Dragon 9. I přes složitější vstupní geometrii jsou mechanické vlastnosti nově navržených vahadel nepatrně lepší.
|
|
|
Optimalizace žebra na křídle letounu
Kopřiva, Lubomír ; Suchánek, Miroslav (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Topologická optimalizace je metoda poskytující nový směr v navrhování technických objektů. Cílem topologické optimalizace je stanovení optimálního rozložení materiálu v návrhovém prostoru. Tato diplomová práce je zaměřená na optimalizaci žebra č.6 v křídle letounu EV-55 užitím softwaru HW/OptiStruct 7.0 obsaženého v softwarovém balíku HyperWorks 7.0. Optimalizace žebra byla počítána ve čtyřech rozdílných zatěžovacích případech. Výsledné tvary žebra byly testovány pevnostním výpočtem v softwaru ANSYS 10.0. Nakonec byla získaná data hmotností optimalizovaných žeber porovnána s hmotností žebra původního.
|
|
|
Analýza napjatosti uložení předního kola vozidla
Baxant, Roman ; Janoušek, Michal (oponent) ; Ramík, Pavel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá konstrukcí předních těhlic vozu Dragon 8 pro studentský tým TU Brno Racing, soutěžící v kategorii Formula Student. Jde o navázání na moji bakalářskou práci s názvem „Návrh uložení předního kola závodního vozidla“. V práci je rozebrána konstrukce těhlic posledních ročníků a jejich součástí. Následně je vytvořen model s pomocí topologické optimalizace a výsledný produkt zatížen pomocí MKP analýzy. Závěrem je srovnána těhlice s minulými návrhy a její frézovanou náhradou.
|
|
|
Těhlice formulového vozu z hliníkové slitiny
Doležal, Tomáš ; Prokop, Aleš (oponent) ; Janoušek, Michal (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá návrhem odlévané těhlice pro vůz Formule Student Dragon X. Na základě rešerše je zvolena vhodná technologie odlévání. Poté je proveden konstrukční návrh a pevnostní výpočet. Hlavním kritériem návrhu je maximální tuhost při zachování přípustné hmotnosti. Výsledný návrh je porovnám s návrhem z předchozí generace vozu.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.