Modifikace konstrukce a CFD simulace plnícího ventilu
Loading...
Date
Authors
Klíma, Štěpán
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato práce se zabývá návrhem vedení plnícího ventilu pomocí metody kovového 3D tisku pro aplikaci v hydraulickém lisu. Výroba vedení plnícího ventilu tradičními formami výroby je personálně, časově, ekonomicky a technologicky náročným procesem a metoda kovového 3D tisku může pomoci některé tyto výzvy překonat. Úvod práce se zabývá vysvětlením funkce plnících ventilů v mechanismu hydraulických lisů a stručným představením technologií výroby vedení ventilu včetně technologie kovového 3D tisku. Následuje vysvětlení nové konstrukce vzhledem k použité technologii. Dále je vytvořena pevnostní analýza pomocí metody MKP pro zjištění funkčnosti vedení ventilu a optimalizaci jeho tvaru. V této části se iterativním postupem podařilo dosáhnout snížení redukovaného napětí v žebrech na 68 % redukovaného napětí původní konstrukce změnou geometrie vedení ventilu. Současně je také zpracován teoretický úvod MKP včetně vysvětlení nelinearit v MKP. Následně je v práci zpracováno porovnání hydraulických ztrát vzniklých průtokem oleje původním ventilem a ventilem s modifikovaným vedením ventilu. Obdobně je i zde zpracována teoretická část uvádějící základy CFD, tvorbu sítě a modely turbulence.
This thesis deals with the design of a filling valve guide using a metal 3D printing method for application in a hydraulic press. The production of a filling valve guide using traditional forms of manufacturing in terms of labour, production, technology and time-challenging processes and the metal 3D printing method can help to overcome some of these challenges. The introduction of this paper is concerned with explaining the function of filling valves in the hydraulic press mechanism and a brief introduction to valve guide manufacturing technologies, including metal 3D printing technology. This is followed by an explanation of the new design in terms of the technology used. A strength analysis using FEA is then developed to determine the functionality of the valve guide and to optimise its shape. In this section, an iterative procedure was used to reduce the reduced stress in the ribs to 68 % of the reduced stress of the original design by changing the valve guide geometry. At the same time, a theoretical introduction to FEM is written, including an explanation of the non-linearities in FEM. This is followed by a comparison of the hydraulic losses due to oil flow through the original valve and the valve with the modified valve guide. Similar to the FEM chapter, a theoretical section is also written introducing CFD, mesh generation for CFD and turbulence models.
This thesis deals with the design of a filling valve guide using a metal 3D printing method for application in a hydraulic press. The production of a filling valve guide using traditional forms of manufacturing in terms of labour, production, technology and time-challenging processes and the metal 3D printing method can help to overcome some of these challenges. The introduction of this paper is concerned with explaining the function of filling valves in the hydraulic press mechanism and a brief introduction to valve guide manufacturing technologies, including metal 3D printing technology. This is followed by an explanation of the new design in terms of the technology used. A strength analysis using FEA is then developed to determine the functionality of the valve guide and to optimise its shape. In this section, an iterative procedure was used to reduce the reduced stress in the ribs to 68 % of the reduced stress of the original design by changing the valve guide geometry. At the same time, a theoretical introduction to FEM is written, including an explanation of the non-linearities in FEM. This is followed by a comparison of the hydraulic losses due to oil flow through the original valve and the valve with the modified valve guide. Similar to the FEM chapter, a theoretical section is also written introducing CFD, mesh generation for CFD and turbulence models.
Description
Citation
KLÍMA, Š. Modifikace konstrukce a CFD simulace plnícího ventilu [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
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Jan Čermák, CSc. (člen)
Ing. Roman Klas, Ph.D. (člen)
Ing. David Štefan, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marian Bojko, Ph.D. (předseda)
Date of acceptance
2024-06-11
Defence
Student nejprve v krátké prezentaci představil svoji bakalářskou práci. Po následném čtení posudků vedoucího a oponenta práce zodpovídal dotazy, které položil oponent.
Komise se dále ptala na další detaily práce.
Jak probíhala optimalizace 3D tisku?
Byly výpočty porovnány s experimentálním měřením? Jak jsou provedené simulace spolehlivé?
Student položené dotazy zodpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení