2013
Browse
Recent Submissions
- ItemMikroskopie pomalými elektrony ve studiu složitých krystalických struktur(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Mikmeková, Šárka; Frank, Luděk; Kasl, Josef; Švejcar, JiříPro studium krystalové struktury materiálů se standardně používají metody difrakční (RTG, neutrony, synchrotronové záření), dále difrakce zpětně odražených elektronů, skenovací transmisní elektronová mikroskopie, transmisní elektronová mikroskopie a mikroskopie pomocí fokusovaného iontového svazku. Mikroskopie pomalými elektrony (SLEEM) není stále příliš známou metodou pro studium polykrystalů, a to navzdory tomu, že představuje velmi účinný nástroj pro zobrazení krystalové struktury. Pomocí pomalých elektronů emitovaných ze vzorku a detekovaných v celém úhlovém a energiovém spektru je dosaženo vysokého prostorového rozlišení a velkého kontrastu mezi odlišně orientovanými zrny. Díky vysoké citlivosti metody na distribuci vnitřního potenciálu lze zobrazit strukturní detaily, jako jsou např. subzrna či dvojčata a mapovat vnitřní napětí. Smyslem dizertační práce je demonstrovat metodu SLEEM jako efektivní nástroj pro studium širokého spektra materiálů, jako jsou oceli, neželezné slitiny a ultrajemnozrnné kovy.
- ItemUrčování lomově-mechanických charakteristik z podrozměrných zkušebních těles(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Stratil, Luděk; Dlouhý, Ivo; Džugan, Jan; Haušild, PetrPro stanovení lomové houževnatosti jsou ve standardech stanoveny požadavky na velikost zkušebních těles. V případech limitovaného množství zkušebního materiálu nabízejí jednu z možností hodnocení houževnatosti miniaturní zkušební tělesa. Kvůli malým zatěžovaným objemům na čele trhliny dochází v těchto tělesech ke ztrátě constraintu, což vede k ovlivnění měřených hodnot houževnatosti a nesplnění velikostních požadavků na určení platných lomově mechanických charakteristik. Pro své malé rozměry se tato tělesa nacházejí na hranici ruční manipulace a silového rozsahu zkušebních strojů. Důležitou úlohou je pak při zvládnuté metodice přípravy, měření deformace a zkoušení těchto těles interpretace měřených hodnot lomově mechanických charakteristik a jejich případná korekce vzhledem k tělesům standardní velikosti. V oblasti horních prahových hodnot je u miniaturních těles stále nedostatečně řešena zvláště otázka kvantifikace a interpretace vlivu velikosti. Práce je svým zaměřením experimentálně výpočtovou studií zaměřenou na hodnocení vlivu velikosti zkušebního tělesa na lomovou houževnatost v oblasti horních prahových hodnot. Vliv velikosti byl kvantifikován zkoušením miniaturních těles a těles větší velikosti s cílem určení jejich J R křivek. V rámci práce byla věnována pozornost dvěma geometriím miniaturních zkušebních těles, miniaturnímu tělesu pro tříbodový ohyb a excentrické zatěžování. Jako experimentální materiál byly zvoleny pokročilé oceli vyvinuté pro jaderný a energetický průmysl, ocel Eurofer97 a ODS ocel MA956. Za účelem hodnocení a interpretace napěťově deformačního stavu na čele trhliny ve zkoušených tělesech pro ocel Eurofer97 byly realizovány simulace provedených testů pomocí metody konečných prvků a pomocí mikromechanického modelu tvárného porušení. V rámci srovnávání experimentů a simulací J R křivek byly odvozeny vzájemné závislosti geometrie tělesa a vhodné velikosti prvku v simulaci pro daný materiál. Na základě těchto vztahů byla navržena metodika, která může být použita k predikci J R křivky tělesa standardních rozměrů. Hlavním přínosem práce je zjištění vlivu úrovně houževnatosti materiálu na odolnost proti šíření trhliny u miniaturních těles. U materiálu, ve kterém dochází k významnému růstu trhliny po překročení limitních hodnot J integrálu (ocel Eurofer97), se výrazně projevuje ztráta constraintu a dochází k poklesu odolnosti proti šíření trhliny. Miniaturní tělesa pak vykazují významně nižší J R křivky oproti tělesům větší velikosti. Tento jev je v protikladu s chováním miniaturních těles v tranzitní oblasti. U materiálu, kdy k růstu trhliny dochází v oblasti platnosti J integrálu (ODS ocel MA956), jsou projevy ztráty constraintu velmi malé bez významného vlivu na odolnost proti šíření trhliny. Miniaturní tělesa v takovém případě poskytují srovnatelné J R křivky jako tělesa větších velikostí. Neméně podstatným přínosem práce je navržená metodika využívající mikromechanické modelování pro predikci J R křivky z malého množství materiálu.
- ItemAnalýza měrných řezných sil pro nové obráběné materiály a CNC technologie(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Fiala, Zdeněk; Píška, Miroslav; Bach, Pavel; Petrů,, JanaDizertační práce je zaměřena na analýzu měrných řezných sil a doprovodných jevů při obrábění nových materiálů, kompozitních materiálů. Experimentální část práce je rozdělena na dvě hlavní kapitoly. V první kapitole je podrobně analyzován vývoj měrných řezných sil při změně řezných podmínek. Experimentální obrábění sklo-polyesterového a uhlíko-epoxidového kompozitního materiálu je popsáno pro případy nastavení vláken výztuže pod úhly 0 a 90 (tzn. orientace vláken ve směru a kolmo na směr posuvové rychlosti). Dále je popsán vliv opotřebení nástroje na změnu velikosti měrné řezné síly. V poslední části kapitoly je provedeno srovnání hodnot měrných řezných sil při obrábění frézovacími nástroji z SK, na nichž jsou naneseny rozličné typy povlaků. Druhá kapitola popisuje měření zvukových spekter obráběcího procesu, tvorbu zvukových map a hledání možných závislostí mezi dominantními frekvencemi zvukového spektra a měrnou řeznou silou, respektive VB opotřebením řezného nástroje. Tato měření jsou popsána pro případy obrábění oceli 15 260.7 a sklo-polyesterového kompozitního materiálu.
- ItemControl System of Building using Modelling and Simulation(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Mohamad, Mohamad Kheir; Štětina, Josef; Ostrý, Milan; Masaryk, MichalUdržovaní vnitřních klimatických podmínek tak, aby byly v souladu s tepelným komfortem lidí, je klíčovou otázkou pro řízení systémů vytápění, větrání a klimatizace (HVAC systémy). Počítačové modelování nabízí virtuální prostředí pro simulaci vnitřních i vnějších podmínek a s jeho pomocí je možné navrhnout řešení pro řízení technických zařízení budov. Tento proces vyžaduje pochopení těchto prostředí z fyzikálního a matematického hlediska tak, aby bylo možné fyzikální procesy daných prostředí prezentovat pomocí vztahů a rovnic odrážejících jejích různé parametry. Simulační proces dále nabízí možnost popsat interakci mezi těmito modely a jejich chování v čase, dává výchozí reprezentace těchto prostředí, a umožňuje pochopení jejich chování před přenosem těchto modelů do reálných aplikací. Simulace umožnuje respektovat, a ovlivňovat jejích chování přes kontrolu navržených modelů. MATLAB/SIMULINK software má pokročilé schopnosti pro simulace systémů HVAC, a to vytvořením širokého pracovního prostředí pro designéry v závislosti na vývoji matematických modelů a jejích simulace pomocí SIMULINK, aby výsledky mohly být slučitelné s požadovanými výstupy. Tato dizertační práce se zaměřuje na proces modelování vnitřního prostředí v budovách, aby bylo možné pochopit chování klíčových parametrů, které mají vliv na tepelnou pohodu obyvatel či uživatelů, matematické modely vnitřního prostředí posluchárny byly navržené speciálně pro tři základní parametry: koncentrace oxidu uhličitého, teplota vzduchu a relativní vlhkost. Změny chování těchto parametrů v průběhu času jsou simulovány a poté strategie kontroly návrhu těchto parametrů může je udržet ve vhodných rozmezích komfortních pro obyvatele či uživatele, i když změny venkovního klimatu, tepelné a hmotnostní zatíží interiér. Pomocí matematických metod, některé optimalizační metody byly navrženy za účelem snížení spotřeby energie bez vlivu na mezní hodnoty těchto parametrů. Proces validace modelu se provádí porovnáním výsledků s reálnými výstupy monitoringu Honeywell Enterprise Buildings Integrator systémem (EBI) nainstalován v areálu univerzity.
- ItemSoftwarová podpora návrhu a hodnocení výměníků tepla se svazkem trubek v plášti(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Létal, Tomáš; Jegla, Zdeněk; Klemeš,, Jiří; Vincour, DušanTato práce se zabývá vývojem integrovaného softwarového prostředí a postupů pro usnadnění konstrukčního návrhu a kontroly tepelných výměníků se svazkem trubek v plášti. V práci jsou rozebrány procesy konstrukčního návrhu a kontroly tepelných výměníků se svazkem trubek v plášti a možnosti komerčních softwarů, které v praxi tyto procesy usnadňují. Konstrukční návrh se většinou provádí v souladu s normami, v této práci je použita ČSN EN 13445. Kontrolní výpočty podle této normy lze plně automatizovat, avšak návrhový proces je automatizován pouze částečně nebo vůbec. Předmětem práce je vývoj a realizace integrované softwarové podpory, jejíž hlavní motivací je právě automatizace návrhového procesu tepelných výměníků se svazkem trubek v plášti s využitím nové výpočtové filozofie zahrnující také některé nové dílčí postupy řešení. Na základě rozboru procesů návrhu a kontroly jsou nejprve formulovány realistické požadavky na takový software, který by tyto procesy usnadnil. Stěžejní části práce se pak věnují zpracování klíčových modulů vyvíjeného integrovaného softwaru – datového modelu výměníku a jeho okolí a modulu pro pevnostní kontrolu podle ČSN EN 13445. Tyto moduly tvoří nosný základ vyvíjeného softwaru, který lze dále rozšiřovat, což bude předmětem navazující práce.