ZELKO, L. Píst zážehového motoru pro 3-D tisk [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.

Posudek vedoucího

Drápal, Lubomír

Úspěšné zvládnutí poměrně inovativního tématu diplomové práce vyžadovalo pochopení a aplikaci mnoha poznatků strojního inženýrství. To se však nepodařilo v plném rozsahu. Konstrukce litého pístu se na úrovni diplomové práce zdá být v pořádku, avšak výsledky pevnostního výpočtu nejsou interpretovány příliš správně, neboť oblast vnitřního přechodu koruny pístu do pláště by neměla být kritickým místem pístu z hlediska únavové životnosti pístu. Únavová životnost byla počítána v místě, kde pevnostní výpočet pravděpodobně odhalil největší napětí (z textu to však úplně nevyplývá), ovšem zdaleka nebyl zohledněn vliv teploty na pokles únavové životnosti, neboť v oblasti koruny pístu dosahuje mez únavy materiálu vinou vyšších teplot pouze zlomku meze únavy materiálu pláště pístu. Stanovení zátěžných cyklů je provedeno nejasně, jelikož v textu jsou uvedeny dvě hodnoty napětí, z nichž se počítá zátěžný cyklus, aniž by však bylo zřejmé, o jaké napětí jde a o jaké zátěžné stavy se jedná, neboť v předchozím textu je popsán zátěžný stav pouze jeden. Taktéž není zřejmé, zda a případně jak byl do výpočtu zahrnut poměrný gradient napětí. Samotný výpočet únavové životnosti pístu z hliníkové slitiny používá algoritmus vyvinutý pro konstrukční oceli a poněkud nelogicky se po určení počtu cyklů do lomu následně vyhodnocuje součinitel bezpečnosti vůči mezi trvalé pevnosti. Pochybné je rovněž stanovení meze pevnosti materiálu pístu MAHLE M174. Z konstrukčního návrhu „tištěného“ pístu je patrné, že byl motivován více snadností modelování než optimálním využitím této technologie, což nakonec potvrzují i výsledky pevnostního výpočtu (oblast nálitku pístního čepu, výztužná žebra dna pístu apod.). Není také zřejmé, proč se oba písty liší konstrukcí dna ze strany spalovacího prostoru. V textu se objevují faktické a popisné nepřesnosti, např. „Woschniho model hoření“ (str. 24), „analytický výpočet“ (str. 28), „úhlová rychlost pístu“ (str. 32) a zaměňování pojmů síla a tlak (str. 31). Zmatečný a nejasný je popis bezrozměrných konstant při kompresním a expansním zdvihu v kapitole 2.3.3. Dokument není zpracování příliš šťastně z hlediska strukturování textu (např. str. 26), obtékání objektů textem (str. 27) a obsahuje též velké množství typografických prohřešků. Diplomová práce byla vedoucímu předložena ke kontrole v pozdní fázi letního semestru, tudíž již nebylo možné provést většinu navrhovaných změn a úprav. Navzdory výše uvedeným výtkám i dalším nedostatkům pracoval pan Lukáš Zelko poměrně samostatně, iniciativně a vzhledem k inovativnosti tohoto tématu uspokojivě prokázal svůj inženýrský přístup při zpracování úkolů technické praxe.

Posudek oponenta

Dlugoš, Jozef

Hlavným cieľom záverečnej práce je vytvoriť piest zážihového motoru pomocou 3D tlače ako varianty konvenčného piestu. Bohužiaľ nebol plne využitý potenciál aditívnej technológie výroby piestu, ktorá otvára nové možnosti konštrukčných riešení. Práca je logicky členená, ale obsahuje radu preklepov, chýbajúcich čiarok a podobne. Autor necituje z primárnych zdrojov, čo napríklad vedie k nesprávnemu určeniu polohy piestneho krúžku v drážke piestu počas pracovného cyklu. Zásadná výhrada patrí výpočtu bezpečnosti voči medznému stavu únavového porušenia. Autor najprv počíta počet cyklov do porušenia na základe Wőhlerovej krivky, ktorá je určená pre striedavé symetrické záťažné cykly. A to napriek tomu, že autor predtým určil nenulové stredné napätie. Vypočítaný počet cyklov predstavuje približne 10 minút prevádzky piestu pri uvedených pracovných podmienkach. Napriek tomu je následne vypočítaný koeficient bezpečnosti pre trvalú pevnosť pomocou Haighovho diagramu, ktorý vychádza väčší ako 1. Tento postup je aplikovaný pre oba varianty piestov. Výpočtová časť pôsobí povrchne, pretože v nej chýbajú dôležité detaily. Autor zaťažuje piest silou od tlaku plynov, bočnou silou a zotrvačnou silou. Avšak nie je uvedený spôsob modelovania týchto síl. Autor nikde neuvádza hodnotu excentricity kľukového mechanizmu. Autor vyhodnocuje ako kritické miesto vnútorný prechod medzi korunou a plášťom piestu, kde je teplota v rozmedzí 95 až 105 °C. Pritom minimálna teplota z tepelnej analýzy piestu je 140,3 °C. Preto čitateľovi nie je jasné, kde sa kritické miesto skutočne nachádza a či samotný výpočet pracuje so správnymi údajmi. Kladne hodnotím kvalitu povrchovej výpočtovej siete piestov a cenové zhodnotenie aditívnej výrobnej technológie. Vytvorenie uvedenej záverečnej práce si vyžadovalo osvojenie viacerých výpočtových nástrojov. Ciele uvedené v zadaní diplomovej práce je možné považovať za formálne splnené.

eVSKP id 116323