Výpočtové modelovanie deformačne-napäťových stavov gumo-textilných spojok
Loading...
Date
Authors
Láštic, Daniel
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Táto dizertačná práca sa zaoberá problematikou prenosu krútiaceho momentu medzi dvomi hriadeľmi, medzi ktorými dochádza k axiálnemu a radiálnemu vychýleniu, prostredníctvom flexibilnej spojky. Aplikáciu danej spojky je možné nájsť napríklad v koľajových vozidlách na vstupe do prevodového ústrojenstva, teda na spojenie s elektromotorom, alebo na výstupnej strane, ktorá je spojená s osou dvojkolesia. Možné vychýlenie je závislé na konštrukcii odpruženia a z dôvodu zaistenia väčšieho komfortu posádky vozidla sa neustále zvyšuje, tým je však ovplyvnená aj požiadavka na spojku. Súčasne dochádza k zvyšovaniu prenášaného zaťaženia, avšak pri zachovaní či dokonca zmenšení zástavbových rozmerov. Jednotlivé komponenty tak nie je možné vyvíjať bez uvažovania okolitých komponentov, respektíve vzájomného pôsobenia. Za týmto účelom je s výhodou využívané výpočtové modelovanie. Predkladaná dizertačná práca sa zaoberá výpočtovým modelovaním deformačne-napäťových stavov spojky pozostávajúcej z gumo-textilných elementov, používanej v koľajových vozidlách. Za účelom validácie výpočtových modelov boli realizované technické experimenty a získané dáta slúžili na porovnanie. Na tvorbu výpočtového modelu pre stanovenie deformačne-napäťových stavov gumo-textilnej spojky bol využitý komerčný softvér ANSYS Workbench s parametrickou tvorbou modelu geometrie. Získané tuhostné parametre unifikovaného elementu boli ďalej využité v dynamickom modeli, ktorý umožňuje ďalšiu citlivostnú analýzu v závislosti od počtu elementov. Dosiahnuté výsledky ukazujú nutnosť využitia pokročilého výpočtového modelu zohľadňujúceho výrobný proces pri konštrukčnom návrhu ako gumo-textilných elementov tak aj nosných prvkov v podobe unášačov.
This dissertation deals with the issue of torque transfer between two shafts with allowed mutual axial and radial displacement, through a flexible coupling. The application of such a coupling can be found, for example, in railway vehicles at the input to the transmission, that is, for connection to the electric motor, or on the output side, which is connected to the axle. The possible displacement depends on the suspension design, and due to the need for greater passenger comfort, it is constantly being increased, which also affects the requirement for the coupling. At the same time, there is an increase in the transmitted load, while maintaining or even reducing the installation dimensions. Individual components cannot be developed without considering adjacent components or their interactions. For this purpose, computational modelling is advantageously used. The presented dissertation deals with the computational modelling of stress-strain states of a coupling composed of rubber-textile segments, used in railway vehicles. Technical experiments were conducted to validate the computational models, and the data obtained served for comparison. Commercial software ANSYS Workbench with parametric geometry modelling was used to create the computational model to determine the stress-strain states of the rubber-textile coupling. The obtained stiffness parameters of the unified segment were further utilized in the dynamic model, which allows for further sensitivity analysis depending on the number of segments. The achieved results demonstrate the necessity of using advanced computational models considering the manufacturing process in the design of both rubber-textile segments and supporting elements in the form of carriers.
This dissertation deals with the issue of torque transfer between two shafts with allowed mutual axial and radial displacement, through a flexible coupling. The application of such a coupling can be found, for example, in railway vehicles at the input to the transmission, that is, for connection to the electric motor, or on the output side, which is connected to the axle. The possible displacement depends on the suspension design, and due to the need for greater passenger comfort, it is constantly being increased, which also affects the requirement for the coupling. At the same time, there is an increase in the transmitted load, while maintaining or even reducing the installation dimensions. Individual components cannot be developed without considering adjacent components or their interactions. For this purpose, computational modelling is advantageously used. The presented dissertation deals with the computational modelling of stress-strain states of a coupling composed of rubber-textile segments, used in railway vehicles. Technical experiments were conducted to validate the computational models, and the data obtained served for comparison. Commercial software ANSYS Workbench with parametric geometry modelling was used to create the computational model to determine the stress-strain states of the rubber-textile coupling. The obtained stiffness parameters of the unified segment were further utilized in the dynamic model, which allows for further sensitivity analysis depending on the number of segments. The achieved results demonstrate the necessity of using advanced computational models considering the manufacturing process in the design of both rubber-textile segments and supporting elements in the form of carriers.
Description
Citation
LÁŠTIC, D. Výpočtové modelovanie deformačne-napäťových stavov gumo-textilných spojok [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Konstrukční a procesní inženýrství
Comittee
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D. (předseda)
Ing. Zdeněk Chval, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Fusek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-12-05
Defence
V rámci této disertační práce jsou pomocí numerických simulací zkoumány deformační a napěťové stavy gumo-textilních spojek využívaných v železniční dopravě, což umožňuje získat hlubší porozumění jejich chování v reálných podmínkách. Výsledky tohoto výzkumu mohou přispět k optimalizaci konstrukce těchto spojek a zvýšení jejich životnosti. Železniční doprava představuje efektivní a udržitelné řešení pro přepravu osob i nákladů, spojující ekonomickou výhodnost s minimálním dopadem na životní prostředí díky nižším emisím a šetrnějšímu využívání zdrojů. Řešené téma disertační práce můžeme tedy chápat jako vysoce aktuální.
Cíle této disertační práce jsou detailně specifikovány v kapitole 2. Cíle jsou formulovány jasně a musím konstatovat, že všechny vytýčené cíle byly splněny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení