Modelování vibrací pohonných jednotek aplikací virtuálních prototypů

but.committeeprof. Ing. Václav Píštěk, DrSc. (předseda) Ing. Radim Dundálek, Ph.D. (člen) Ing. David Kollhammer, Ph.D. (člen) doc. Ing. Miroslav Škopán, CSc. (člen) prof. Ing. František Bauer, CSc. (člen)cs
but.defenceAutor představil ucelenou vědeckou práci zaměřenou na převodová ústrojí, která obsahuje řadu teoretických a experimentálních poznatků. Vytvořil simulační algoritmy, které aplikoval na konkrétní inženýrský problém ve spojení s průmyslovým partnerem. Výsledky DDP byly publikovány ve vědeckých časopisech a na mezinárodních konferencích. Teze DDP odpovídají směrnici rektora VUT v Brně.cs
but.jazykčeština (Czech)
but.programStroje a zařízenícs
but.resultpráce byla úspěšně obhájenacs
dc.contributor.advisorNovotný, Pavelcs
dc.contributor.authorProkop, Alešcs
dc.contributor.refereeBauer, Františekcs
dc.contributor.refereeDundálek, Radimcs
dc.date.created2017cs
dc.description.abstractTato práce se zabývá problematikou snižování vibrací pohonných jednotek se zaměřením na převodová ústrojí. Tyto celky v závislosti na účelu užití sestávají z velkého množství tvarově složitých komponent vyžadujících pro bezproblémový a tichý chod souhru několika vlastností, jež je nutné stanovit už při konstrukčním návrhu. Mezi nejvýznamnější patří například správně navržený tvar ozubení a s ním související předepsaná přesnost výroby. Z podstaty funkce a účelu užití převodových ústrojí vyplývá poměrně široký rozsah provozních otáček a přenášených zatížení, které v kombinaci s nevhodně zvoleným parametrem řetězce mohou způsobovat řadu problémů. Mezi nejvýznamnější patří vznik vibrací při záběru ozubení a s nimi související hluk, přičemž existuje více mechanizmů vzniku těchto kmitání. I při užití nejmodernějších trendů v oblasti vývoje ozubení, kdy je jejich tvar uzpůsobován a vyvíjen přímo pro daný rozsah zatížení, nelze vznik výše uvedených nerovnoměrností chodu zcela omezit, proto je nutné již při návrhu zároveň přistoupit k eliminaci přenosových cest, jimiž se vibrace šíří na další součásti, do uložení či na povrch struktur. Člověk vnímá tento děj v podobě vibrací a hluku, či změnou teploty v okolí. Se zvyšující se úrovní komfortu a množstvím dopravních prostředků je snahou snížení vibrací a hluku strojních součástí, převodovek nevyjímaje. K posouzení správnosti navržené převodovky se využívají především technické experimenty, které však jsou značně časově a finančně náročné. Z tohoto důvodu je nutné vyvinout postup, jenž využívá jak numerických simulací, tak i experimentálního přístupu, avšak spojuje klady obou přístupů, zejména časovou a finanční úsporu a porovnatelnost výsledků. Za tímto účelem je navržen a fyzicky vyhotoven experimentální stav spolu s jednostupňovou převodovkou umožňující variabilní uspořádání z hlediska změny převodového poměru. Převodovka je podrobena jak numerickým simulacím různé úrovně složitosti, tak i technickému experimentu. Dále je vytvořen univerzální virtuální prototyp v Multibody systému ADAMS, který zohledňuje vliv několika klíčových parametrů z hlediska správné funkce, jako je osová vzdálenost ozubených kol, boční vůle v ozubení, tuhost záběru ozubení, tuhost uložení hřídelů (ložisek) a modální vlastnosti hřídelů a skříně převodovky. V neposlední řadě je zde zakomponován i vliv nevývahy či nerovnoměrnosti otáček vstupního hřídele. Poslední část práce je věnována stručnému popisu aplikace popsané metodiky modelování vibrací na traktorovou převodovku.cs
dc.description.abstractThis work deals with the matter of powertrain vibration reduction, focusing on the transmission. These units, depending on the purpose of utilization, consist of a high number of dimensionally complex components. These need to possess features, selected already in the design phase, which would guarantee smooth and quiet operation. A properly designed tooth profile and the related specified accuracy of manufacturing are one of the most important features. The basic function and the purpose of transmissions application indicate a relatively wide range of operating speeds and transmitted loads. Moreover, combination of both loading with improperly designed string’s parameter can cause a number of various problems. The vibration initiation with related noise from gear mesh belong to the most significant sources of issues. There are multiple mechanisms of oscillation initiation. Even when using the latest trends in the development of teeth, when their shape is upgraded and developed to meet specifically given load range, the above mentioned irregularity of transferred torque cannot be completely eliminated. Therefore, it is necessary, already in the design phase, to eliminate the transmission paths by which are vibrations transmitting to other components. People perceive this action in the form of vibration, noise, or temperature change in the surroundings. With the increasing comfort levels and number of produced vehicles the reduction of vibration and noise of machinery parts becomes stricter, including gears. The experimental approach is primarily used to assess the accuracy of designed gearboxes, but it is a very expensive and a time consuming method. Therefore, it is necessary to develop a process that utilizes both numerical simulation and experimental approach but also combines the advantages of both, particularly time and cost savings and comparability of results. For this purpose, the experimental gearbox is designed and manufactured including the single-stage gear enabling variable configurations in terms of the ratio change. The gearbox is subjected to numerical simulation of different complexity levels, as well as technical experiment. Furthermore, the universal virtual prototype in Multi-Body System ADAMS is created, which reflects the impact of several key parameters for proper functionality, such as axial distance, backlash, gear mesh stiffness, shaft mounting stiffness (bearings) and modal properties of the shafts and gearbox housing. Last but not least, the impact of imbalance or irregularity of input shaft speed is incorporated. The last part focuses on a brief description of the application of the presented methodology – modelling of vibrations on the tractor gearbox.en
dc.description.markPcs
dc.identifier.citationPROKOP, A. Modelování vibrací pohonných jednotek aplikací virtuálních prototypů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2017.cs
dc.identifier.other98131cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/63309
dc.language.isocscs
dc.publisherVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrstvícs
dc.rightsStandardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezenícs
dc.subjectVibracecs
dc.subjecthlukcs
dc.subjectpřevodovkacs
dc.subjectmultibody simulacecs
dc.subjectmetoda konečných prvkůcs
dc.subjectřinčenícs
dc.subjectzubová vůlecs
dc.subjectnormálová rychlost povrchucs
dc.subjectVibrationen
dc.subjectnoiseen
dc.subjectgearboxen
dc.subjectmulti-body simulationen
dc.subjectfinite element methoden
dc.subjectrattleen
dc.subjectbacklashen
dc.subjectsurface normal velocityen
dc.titleModelování vibrací pohonných jednotek aplikací virtuálních prototypůcs
dc.title.alternativePowertrain Vibration Modelling using Virtual Prototypesen
dc.typeTextcs
dc.type.driverdoctoralThesisen
dc.type.evskpdizertační prácecs
dcterms.dateAccepted2017-02-08cs
dcterms.modified2017-02-13-13:30:43cs
eprints.affiliatedInstitution.facultyFakulta strojního inženýrstvícs
sync.item.dbid98131en
sync.item.dbtypeZPen
sync.item.insts2025.03.27 14:42:21en
sync.item.modts2025.01.15 16:16:08en
thesis.disciplineKonstrukční a procesní inženýrstvícs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Ústav automobilního a dopravního inženýrstvícs
thesis.levelDoktorskýcs
thesis.namePh.D.cs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 5 of 6
Loading...
Thumbnail Image
Name:
final-thesis.pdf
Size:
13.23 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
final-thesis.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
thesis-1.pdf
Size:
4.5 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
thesis-1.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Vedouci prace-stanovisko skolitele.pdf
Size:
71.1 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Vedouci prace-stanovisko skolitele.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Prokop VUT 2016.pdf
Size:
324.42 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Prokop VUT 2016.pdf
Loading...
Thumbnail Image
Name:
Posudek-Oponent prace-Prokop oponentni posudek disertacni prace.pdf
Size:
212.35 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Posudek-Oponent prace-Prokop oponentni posudek disertacni prace.pdf
Collections