2016
Browse
Recent Submissions
- ItemPosuzování vlivu na životní prostředí při konstrukci výrobních strojů z pohledu emise vybraných skleníkových plynů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Krbalová, Maria; Blecha, Petr; Pačaiová,, Hana; Demeč, PeterPředložená dizertační práce je zaměřena na hodnocení vlivu výroby strojírenských materiálů, používaných v konstrukci výrobních strojů, na životní prostředí. Ekologický profil stroje jako takového se zakládá již ve fázi vypracování jeho konstrukčního návrhu. Jedná se nejenom o volbu parametrů budoucího stroje a materiálů, ze kterých bude vyroben, ale také o technologie použité při jeho výrobě a podmínky provozu hotového stroje (spotřeba energie a provozních kapalin). Práce se detailně zabývá analýzou vlivu konstrukce výrobního stroje na životní prostředí a to z pohledu výroby materiálů, jež uvedený stroj tvoří. Výstupem z provedené analýzy je metodika hodnocení konstrukce stroje z pohledu emisí skleníkových plynů. Vytvořena metodika umožňuje posouzení ekologického profilu výrobního stroje a jeho případnou úpravu ještě během předvýrobní etapy. V první části práce je uvedena analýza současného stavu legislativy v oblasti boje proti klimatickým změnám, snížení energetické náročnosti výrobků a zvýšení energetické účinnosti výrobních strojů. V této části práce je uveden popis metod, které byly použity k dosažení jednotlivých cílů dizertační práce. Dále je zde uvedena analýza výrobního stroje jako systému konstrukčních uzlů, plnicích určité funkce, a popis použitých základních strojírenských materiálů. Druhá část práce se věnuje analýze ekologických dopadů konstrukčního procesu výrobního stroje. Je zde popsán samotný postup konstruování a vliv konstrukce stroje na životní prostředí. Dále následuje popis životního cyklu výrobního stroje a podrobná analýza emisí nežádoucích látek emitovaných během předvýrobních fází životního cyklu stroje (tj. v průběhu těžby surovin a výroby materiálů). Z této analýzy byly odvozeny jednotlivé složky předvýrobních fází, které jsou zdroji emisí nežádoucích látek (např. emisí skleníkových plynů). Práce rovněž obsahuje analýzu životního cyklu těchto složek předvýrobních fází a popis výroby elektrické energie, jako nejzákladnější složky jakékoliv fáze životního cyklu výrobku. Jsou zde uvedeny výpočty množství jednotlivých druhů paliv, které je potřeba pro výrobu 1 MWh elektrické energie, a množství oxidu uhličitého vyprodukovaného během výroby elektrické energie. Třetí část práce obsahuje vytvořené modely výrobních procesů základních strojírenských materiálů a výpočty s nimi spojených emisí vybraných skleníkových plynů. Praktickým výstupem této části práce je metodika umožňující posouzení dopadů na životní prostředí konstrukce stroje z pohledu strojírenských materiálů použitých v jeho konstrukci.
- ItemSimulační verifikace komplexního technologického projektu(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Varjan, Matúš; Rumíšek, Pavel; Hrubý, Jiří; Lenort,, RadimDoktorská dizertačná práca ako komplexný technologický projekt už v úvode uvádza súhrnný názov Stabilita produkcie. Stabilitu produkcie definuje ako udržanie požadovaných vlastností sústavy za dané časové obdobie. Pod Stabilitu produkcie boli na základe literárnej štúdie zaradené: - všeobecné známe systémy a koncepty, napr. stabilita procesu, stabilita systému, Výrobný systém Toyoty, štíhla výroba apod. - menej známe systémy a koncepty, napr. Zachovanie vernosti výrobnému programu, Stabilné poradie zákaziek. Praktická časť doktorskej dizertačnej práce sa zamerala na menej známy koncept Stabilné poradie zákaziek. Úlohou Stabilného poradia zákaziek je dodržať poradie zákaziek dané plánovaným výrobným programom v priebehu výroby a na konci výroby. Udržanie poradia zákaziek sa má pozitívne prejaviť v logistických činnostiach medzi finálnym výrobcom a jeho dodávateľmi. Ako bolo zistené plánovaným experimentom pre úplný faktorový plán, poradie zákaziek v materiálovom toku finálneho výrobcu je ovplyvňované predovšetkým: - príčinou vynímanie zákaziek z materiálového toku, - efektom príčin LIFO zásobník v. rozvetvený materiálový tok, - efektom príčin LIFO zásobník v. rozvetvený materiálový tok v. vynímanie z materiálového toku. Analýzou metodiky Stabilného poradia zákaziek bolo zistené, že metodika konceptu obsahuje nedostatky. Neuvádza, akým spôsobom zvoliť napr. veľkosť časového obdobia, časového intervalu, úpravu dát apod. Týmito nedostatkami môže subjekt pri vyhodnotení skresliť výsledky ukazovateľa PFT0 až o 4 %. Alebo využitím vhodnej úpravy dát zlepšiť hodnotu ukazovateľa PFT0 o viac ako 50 %. Pre otestovanie konceptu Stabilného poradia zákaziek v praxi bol navrhnutý technologického projekt s podporou simulačného modelovania. Jednalo sa o implementáciu novej logiky riadenia na zásobník za zvarovňou vybraného finálneho výrobcu. Nová logika riadenia bola navrhnutá s akcentom na koncept Stabilného poradia zákaziek, a to radiť rozpracované zákazky podľa plánovaného poradia. Na základe overenia funkčnosti novej logiky zásobníku sa zistilo, že logika ovplyvňuje poradie zákaziek, nie však zásadne. V sledovaní hodinových intervalov za 25. kalendárny týždeň roku 2013 nezlepšila hodnotu PFT0 v 37 prípadoch, v 30 prípadoch hodnota ostala zachovaná a v 30 prípadoch bola hodnota zlepšená o hodnotu mediánu 18,68 %.
- ItemHomogenization in Perforated Domains(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Rozehnalová, Petra; Franců, Jan; Bock, Igor; Rohan, EduardNumerické řešení matematických modelů popisujících chování materiálů s jemnou strukturou (kompozitní materiály, jemně perforované materiály, atp.) obvykle vyžaduje velký výpočetní výkon. Proto se při numerickém modelování původní materiál nahrazuje ekvivalentním materiálem homogenním. V této práci je k nalezení homogenizovaného materiálu použita dvojškálová konvergence založena na tzv. rozvinovacím operátoru (anglicky unfolding operator). Tento operátor poprvé použil J. Casado-Díaz. V disertační práci je operátor definován jiným způsobem, než jak uvádí původní autor. To dovoluje pro něj dokázat některé nové vlastnosti. Analogicky je definován operátor pro funkce definované na perforovaných oblastech a jsou dokázány jeho vlastnosti. Na závěr je rozvinovací operátor použit k nalezení homogenizovaného řešení speciální skupiny diferenciálních problémů s integrální okrajovou podmínkou. Odvozené homogenizované řešení je ilustrováno na numerických experimentech.
- ItemMechatronic Design and Verification of Autonomic Thermoelectric Energy Source for Aircraft Application(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Ančík, Zdeněk; Vlach, Radek; Sikora, Michal; Opluštilová, MichaelaPředložená disertační práce řeší komplexní mechatronický návrh autonomního termoelektrického zdroje energie pro letecké aplikace. Na základě dostupných zdrojů a literatury práce popisuje současný stav problematiky. V práci jsou prezentovány simulační modely MEMS termoelektrických článků, které jsou ověřeny experimentálním testováním a hodnotami dostupnými od výrobce. Na základě metodiky model-besed design byly navrženy a vyrobeny tři demonstrátory. Jejich vlastnosti byly testovány v reálných podmínkách na letecké pohonné jednotce.
- ItemČerpadlo s difuzorem s použitím stochastických lopatek (oběžné kolo i difuzor)(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Dobšáková, Lenka; Haluza, Miloslav; Melichar, Jan; Veselý, JindřichTato dizertační práce se zabývá studiem nerovnoměrné lopatkové mříže u odstředivých čerpadel. Vliv nerovnoměrné lopatkové mříže je zkoumána u oběžného i rozváděcího kola. Nerovnoměrné lopatkování kol čerpadla je v této práci zkoumáno z hlediska vlivu na účinnostní charakteristiku. Myšlenkou použití nerovnoměrného lopatkování je získání ploché účinnostní charakteristiky. Odstředivé čerpadlo by pak mohlo být používáno na větším rozsahu výkonů při dosažení dostatečně velké účinnosti. Práce je založena na experimentální měření a numerické simulaci nerovnoměrných hydraulických prvků čerpadla. Nerovnoměrné oběžné kolo a rozvaděč byli pro tento výzkum nově navrženy. Pro měření bylo v rámci této práce potřeba navrhnout a sestavit novou měřící trať malých ponorných čerpadel. Měřeny byly různé sestavy čerpadla s kombinacemi běžných návrhů hydraulik na jeden pracovní bod a hydraulik s nerovnoměrnou lopatkovou mříží. Všechna měření byla vyhodnocena a byly získány charakteristiky účinnosti, dopravní výšky a příkonu pro každou měřenou kombinaci. Část sestav měřených experimentálně byla také numericky vypočtena pomocí programu Ansys Fluent. Z numerických výpočtů byla sbírána data potřebná pro vyhodnocení charakteristiky účinnosti a měrné energie pro každou řešenou sestavu. Teoretické úvahy se týkají vlivu nerovnoměrné mříže u rozvaděče a vzniká tak doporučení, jak by bylo možné významně snížit ztráty v kanálech. Bylo také provedeno teoretické odvození způsobu, jak získat plochou charakteristiku účinnosti oběžného kola.