jméno heslo
VUT v Brně FSI VUT HeRoDis Teacher Studis LIDÉ UDÁLOSTI
Tisk Mapa stránek
ÚVODNÍ STRANA
PROFIL ÚSTAVU
 
VEDENÍ
 
TRIBOLOGIE
 
DIAGNOSTIKA
 
REVERZNÍ INŽENÝRSTVÍ a ADITIVNÍ TECHNOLOGIE
 
PRŮMYSLOVÝ DESIGN
 
 
 
STUDIUM NA ÚK
 
KONFERENCE A SEMINÁŘE
 
SLUŽBY
 
 
 
INFORMAČNÍ ZDROJE
 
KARIÉRA
 
KONTAKTY
 
 
 
HLEDEJ NA ÚK

vše
3D digitální model
bakalářské práce
diplomové práce
dizertační práce
funkční vzorky
pojednání k SDZ
prezentace
příspěvek konference
tisková zpráva
fotogalerie
 
 
 
 
 
 


Diplomové závěrečné práce pro rok 2017/2018


Studijní obor
Tematický okruh
Typ práce
Vedoucí práce

1. Studium vlivu složení synoviální kapaliny na tření kloubní chrupavky
The effect of synovial fluid composition on friction of joint cartilage

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. David Nečas, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Jedním z úkolů chrupavky je zajistit správnou funkci kloubu při udržení velmi nízkého součinitele tření, který bývá obvykle řádově nižší v porovnání se strojními prvky. Zejména v posledních letech však představuje velmi zásadní lékařský problém osteoartróza, která se projevuje degradací chrupavky. Konečným důsledkem je potom nutnost náhrady postiženého kloubu. Porozumění třecích vlastností chrupavky včetně posouzení vlivu složení modelové synoviální kapaliny na součinitel tření může velmi výrazně přispět k zefektivnění léčby a tedy zvýšení komfortu života pacientů.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem práce je objasnit vliv složení modelové synoviální kapaliny na třecí vlastnosti kloubní chrupavky. Dále bude studován vliv kinematických a zátěžných podmínek. Experimenty budou realizovány v konfiguraci pin-on-plate.
- provést kritickou rešerši aktuálních vědeckých publikací a navrhnout podmínky experimentů,
- navrhnout metodiku extrakce a uchování vzorků chrupavky při minimálním ovlivnění jejich přirozených vlastností,
- provést reciproční testy a experimentálně popsat vliv složení synoviální kapaliny na součinitel tření,
- posoudit vliv kinematických podmínek a kontaktního tlaku v kontaktu chrupavky na součinitel tření,
- připravit odbornou publikaci shrnující hlavní výsledky práce.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

2. Studium vlivu metod světelného kódování na kvalitu 3D skenovaných dat
Study of structured light codification methods influence on a quality of 3D scanned data

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Metoda světelného kódování, neboli vzor, který je při 3D skenování se strukturovaným světlem promítán projektorem a zaznamenáván kamerou, má významný vliv na rozlišení a kvalitu skenovaných dat. Skener, který vznikl na ÚK v předchozích letech, umožňuje zatím promítat pouze binární a Grayův vzor. Implementací dalších vzorů a jejich vzájemným porovnáním na zvolených objektech by se měly ověřit a analyzovat možnosti jednotlivých vzorů.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je objasnit vliv jednotlivých zvolených metod světelného kódování použitého u 3D skenování na rozlišení a kvalitu skenovaných dat.
- výběr metod světelného kódování,
- implementace zvolených metod kódování do 3D skeneru,
- návrh experimentů pro posouzení vlastností jednotlivých metod,
- vyhodnocení získaných výsledků a vyvození závěrů.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

3. Návrh aditivně vyráběného tepelného výměníku pro vesmírné aplikace
Design of additively manufactured heat exchanger for space applications

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Technologie Selective Laser Melting (SLM) umožňuje výrobu tvarově složitých dílů z kovových materiálů aditivním způsobem. Možnost výroby komplexních tvarů, tenkých stěn a kanálů poskytuje příležitost pro návrh nových typů chladičů a výměníků s vyšší účinností. Konstrukce výměníků pro vesmírné aplikace s využitím aditivních technologií a pokročilých materiálů doposud není dobře prozkoumána a popsána.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je vyvinout výměník tepla pro vesmírné aplikace s minimální hmotností, který bude optimalizovaný pro aditivní výrobu technologií Selective Laser Melting a bude zajišťovat efektivní výměnu tepla ve vakuu.
- rešerše materiálů vhodných pro SLM výrobu výměníku tepla,
- rešerše principů výměny tepla ve vakuu,
- návrh třech koncepčních variant výměníku,
- aplikace aditivních pravidel na zvolenou variantu,
- výroba a ověření prototypu.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

4. Analýza teploty v nekonformních kontaktech pomocí IR termografie
Temperature analysis in non-conformal contact with the use of the IR thermography

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
IR termografie se používá pro bezkontaktní měření teplotní distribuce na povrchu těles. V tribologii má tato metoda využití pro měření teploty, která vznikla třením v kontaktu, ať už mazaném či nikoliv. Hlavní částí této práce je experimentální měření teploty povrchů u dvoudiskového zařízení pomocí IR metody. Dvoudiskové zařízení se nachází v laboratořích univerzity INSA v Lyonu (FRA) a součástí práce je proto pobyt na této prestižní univerzitě.

Cíle závěrečné práce:
Cílem je experimentální validace teoretických modelů z INSA Lyon pomocí IR termografie.
- přehled současného stavu poznání v oblasti termovizního pozorování,
- přehled současného stavu v oblasti teoretických predikcí studia teploty kontaktních povrchů,
- realizace vstupních experimentů na ÚK VUT pro seznámení s metodou,
- aplikace IR termografie na dvoudiskové zařízení v INSA,
- porovnání měření s teoretickými modely, tvorba publikace.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

5. Topologické optimalizace a využití struktur pro letecké komponenty
Topological optimization and lattice structures for aerospace components

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: doc. Ing. David Paloušek, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Nízká hmotnost a vysoké mechanické vlastnosti dílů vyráběných pro letecký průmysl je rozhodující pro snížení spotřeby paliva a zvýšení bezpečnosti leteckého provozu. Díky aditivním technologiím je možné vyrábět tvarově komplikované díly, které jsou topologicky optimalizované nebo je hmotnost snížena pomocí mikrostruktur. Porovnání obou přístupů z hlediska úspory materiálu a mechanických vlastností pomůže identifikovat kritická místa návrhového procesu.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem práce je porovnání dvou koncepční přístupů k redukci hmotnosti dílů a to topologické optimalizace a využití prostorových mikrostruktur. Práce předpokládá optimalizaci pomocí MKP simulací a jejich experimentální ověření.
- realizace návrhu s využitím topologické optimalizace,
- realizace návrhu s využitím mikro struktur,
- mechanické testování a vyhodnocení výsledků,
- návrh hybridní geometrie.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

6. Návrh semiaktivního odpružení sedačky pro zemědělské stroje
Design of semiactive suspension of seat for agricultural machines

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Vibrace přenášené ze zemědělského stroje na člověka mají nežádoucí vliv na zdravotní stav. Proto by sedačka zemědělského stroje měla přenos vibrací minimalizovat. Pro tyto sedačky se nejčastěji používá pasivní, nebo adaptivní způsob odpružení. Aplikací rychlého magnetoreologického tlumiče do systému odpružení sedačky by mělo umožnit zásadní redukci přenosu vibrací z rámu pracovního stroje na člověka.

Cíle závěrečné práce:
Cílem práce je návrh semiaktivního systému odpružení sedačky zemědělského stroje a experimentální ověření redukce vibrací přenášených z rámu stroje na člověka
- studium problematiky odpružení sedaček zemědělských strojů,
- sestavení fyzikálního modelu, určení vhodné tlumící charakteristiky MR tlumiče,
- návrh a simulace vhodného algoritmu řízení, specifikace čidel potřebných pro řízení,
- návrh experimentální sestavy pro testování přenosových charakteristik,
- změření a vyhodnocení přenosových charakteristik.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, fotografická dokumentace, digitální data

7. Chovanie polyetylénových častíc v kontakte povrchov kyčelnej náhrady
Behavior of polyethylene particles in contact surfaces of hip joint repleacement

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
V súčasnosti je artroplastika bedrových kĺbov človeka jednou z najčastejšie vykonávaných operácii. Aj napriek vysokej miere úspešnosti, dochádza k zlyhávaniu implantátu v dôsledku opotrebenia kontaktných povrchov. Jedným z hlavných dôvodov sú uvoľnené častice materiálu, ktoré sa dostávajú do kontaktu. Detekcia častíc pri prechode kontaktom za relatívneho pohybu hlavice voči polyetylénovej jamke, môže zásadne prispieť k porozumeniu mechanizmov opotrebenia a tým viesť k zvýšeniu životnosti implantátov.

Cíle závěrečné práce:
Hlavným cieľom práce je popísať charakteristické chovanie toku polyetylénových častíc v kontakte kĺbovej dvojice pri pohybe flexia-extenzia. Následne budú skúmané rozdiely chovania vplyvom veľkosti častíc.
- vytvoriť rešerž vedeckých publikácii v oblasti charakterizácie PE častíc a ich vplyvu na opotrebenie acetábula,
- na základe poznatkov vybrať vhodný typ polyetylénových častíc,
- navrhnúť metodiku analýzy častíc za pomoci fluorescenčnej metódy s využitím algoritmu detekcie častíc za pomoci software MatLab,
- realizovať pozorovanie častíc v kontakte a experimentálne popísať chovanie toku,
- posúdiť vplyv veľkostí častíc na charakteristické chovanie častíc v kontakte, príprava publikácie.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

8. Konstrukce nanášecího systému pro zpracování dvou kovových prášků pomocí 3D tisku
Design of recoating system for processing of two metal powders using 3D Printing

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Použití více materiálů v průběhu procesu výroby aditivní technologií selective laser melting nebylo doposud nijak významně prozkoumáno. Průmyslové aplikace využívající multimateriálové kovové spoje komplexního tvaru či komponenty složitých tvarů kombinované z více kovových materiálů jsou značně omezené technologiemi umožňujícími spojení (svařování, lepení) o definované pevnosti. Použití více kovových materiálů a ověření pevnosti materiálového rozhraní by významně rozšířilo aplikační možnosti aditivních technologií.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je navrhnout zařízení pro nanášení dvou různých kovových prášků s těmito parametry: úplná kompatibilita s 3D tiskárnou kovových materiálů SLM280HL, minimální kontaminace druhého prášku, možnost nanášení dvou materiálů v jedné vrstvě.

- zpracovat přehled současných řešení pro tisk ze dvou materiálů,
- identifikovat možnosti implementace oddělené dodávky prášků,
- navrhnout nanášecí zařízení umožňující kontrolované nanášení dvou různých prášků,
- realizovat prototyp nanášecího zařízení,
- ověřit funkčnost nanášecího zařízení sérií testů.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace, digitální data

9. Konstrukce stacionární jednotky pro mazání hlavy kolejnice
Design of wayside unit for top-of-rail lubrication

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Jedním z nežádoucích projevů kolejové dopravy je zvýšená hladina hluku, kde kritickými místy jsou zejména traťové oblouky malých poloměrů. Jednou z možností, jak redukovat míru hluku v těchto úsecích, je mazání hlavy kolejnice. Pro tyto účely se zpravidla využívají stacionární jednotky, které jsou umístěny před těmito rizikovými úseky.

Cíle závěrečné práce:
Cílem práce je návrh a realizace stacionární jednotky pro mázání hlavy kolejnice.
- rešerše v oblasti zařízení pro mazání kolejnic,
- návrh konstrukčních variant,
- vytvoření výkresové dokumentace vybrané varianty,
- sestavení zařízení,
- ověření funkčnosti zařízení.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace, digitální data

10. Vývoj tribometru pro měření adheze na reálné kolejnici
Development of a tribometer for the adhesion measurement on a real rail

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Adheze v kontaktu kola a kolejnice vyjadřuje schopnost přenosu tečných sil bez vzniku prokluzu. Tuto schopnost značně ovlivňují zejména provozní a klimatické podmínky. Pro posouzení těchto vlivů je důležité měření adheze na reálné trati, k němuž lze využít několik metod s různou mírou modelového zkreslení. Nejjednodušším způsobem je použití ručního tribometru.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je vyvinout ruční tribometr pro stanovení adheze na reálné kolejnici s těmito parametry: řízený skluz 0 až 10 %, použití pro širokopatní i žlábkovou kolejnici.
- provést a vyhodnotit rešerši dostupných zařízení.,
- definovat požadavky na zařízení vzhledem k uvažovanému použití.,
- navrhnout a analyzovat konstrukční řešení.,
- realizovat zařízení a ověřit jeho funkčnost..

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

11. Tribologické charakteristiky magnetoreologických kapalin
Tribological Characteristics of Magneto-rheological Fluids

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Magnetoreologické kapaliny patří do skupiny chytrých materiálů obsahující stabilní suspenzi mikroskopických magneticky polarizovaných částic se schopností měnit reologické vlastnosti v závislosti na magnetickém poli. Současný tribologický výzkum se zaměřuje především na studium MR kapalin bez využití magnetického pole. Pro praktické aplikace zahrnující tření je však potřeba studovat jejich chování v aktivním magnetickém poli.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je simulovat reálné pracovní podmínky a stanovit tribologické charakteristiky pro mazaný kontakt v aktivním magnetickém poli užitím experimentálního optického tribometru.
- analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši ,
- navrhnout experimentální přístup a parametry měření,
- modifikovat stávající experimentální zařízení,
- experimentálně stanovit tribologické charakteristiky,
- analyzovat tribologické charakteristiky.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, digitální data

12. Experimentální studium dynamiky kluzných ložisek optickou metodou
Experimental study of journal bearings dynamics by optical method

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Kluzná ložiska představují uložení, které umožňuje provoz za vysokých rychlostí při nízké hodnotě tření a teoreticky až neomezené životnosti. Toto téma navazuje na předchozí práci, ve které byl vyvinut simulátor se safírovým ložiskem umožňující studium mazání kluzných ložisek pomocí optických metod. Podstatou práce je další vývoj zařízení a experimentální studium podmínek při vzniku a rozvoji nestabilit mazacích filmů.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je zjistit jak modifikace geometrie kluzného ložiska ovlivňuje vznik nestabilit mazacího filmu v uloženích rotorových soustav. V práci budou výsledky měření porovnány se simulacemi poskytnuté spolupracující universitou.
- vyšetřit základní podmínky pro vznik nestability mazacího filmu,
- navrhnou a připravit vzorky s různou geometrií ložiska,
- realizovat měření s několika vzorky a vyhodnotit vliv geometrie.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

13. Vývoj fail-safe magnetoreologického tlumiče
The development of fail-safe magnetorheological damper

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: Ing. Michal Kubík

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Magnetoreologický (MR) tlumič je zařízení umožňující kontinuální změnu tlumící charakteristiky v závislosti na přivedeném elektrickém proudu. Při výpadku napájení je tlumení MR tlumiče minimální, což může v určitých případech zapříčinit až destrukci tlumícího systému. V posledních letech se objevuji konstrukce tzv. „fail-safe“ MR tlumičů, které mají maximální tlumení při nulovém napájení (při výpadku napájení). S tímto typem konstrukce lze výrazně zvýšit spolehlivost tlumícího systému.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem diplomové práce je konstrukční návrh, realizace a testy fail-safe magnetoreologického tlumiče.
- studium problematiky fail-safe MR tlumičů a použitých permanentních magnetů,
- sestavení experimentálního zařízení pro testy magnetických vlastností jednotlivých permanentních magnetů,
- sestavení a experimentální verifikace magnetických modelů (statický a transientní),
- návrh konstrukčních variant tlumiče,
- fyzická realizace a následné testy fail-safe MR tlumiče.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

14. Dynamicky vyvážený rezonanční adhezní tester
Dynamically balanced resonance adhesive tester

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Rezonanční adhezní testery jsou vybaveny svisle oscilujícími plošinami, jejichž pohyb způsobuje vibrace zařízení. Velké zkušebny jsou ukotveny do podlahy, u mobilního testeru toto není možné. Při měření s automobilem vibrace nevadí, protože na tester působí váha automobilu. Nepříjemná situace nastává při kalibraci testeru, kdy se provádí měřící procedura „naprázdno“. Klidného chodu se podařilo dosáhnout připevněním značné balastní zátěže a snížením testovacích otáček. Protože připravujeme zvýšení zdvihu a původní otáčky, bude nezbytné vybavit celý systém kinematickým vyvažovacím mechanismem.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je vyvinout mobilní, dynamicky vyvážený adhezní tester automobilových náprav s těmito parametry:
Zdvih plošin: 4.5 mm
Maximální frekvence plošin: 25 Hz
Maximální balastní zátěž: 5 kg

- navrhnout způsob snížení svislých vibrací rotující nevývahou,
- zkonstruovat mechanismus úplného vyvážení dynamických sil,
- navrhnout pohon vačkové a vyvažovací hřídele,
- navrhnout měřící řetězec s vhodným mikrokontrolerem,
- vytvořit řídící a analytický programu (Matlab/Dewesoft).

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace

15. Mazání kolenní náhrady
Lubrication of knee joint replacement

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Vlivem artikulace kolenní náhrady dochází k opotřebení stykových ploch, přičemž množství uvolněných otěrových částic do okolí kloubu má zásadní vliv na vznik osteolýzy následované aseptickým uvolněním komponent náhrady. Aby bylo možné studovat procesy opotřebení, je zapotřebí nejprve pochopit mechanismy utváření mazacího filmu v kontaktu mezi femorální a tibiální komponentou. Aktuální výzkumné práce se zabývají převážně studiem mazání kyčelních náhrad a kolenní náhrady jsou značně opomíjeny. Diplomová práce přispěje k dalšímu vývoji náhrad, snížení jejich selhání a následné nutnosti reoperací.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je objasnit mechanismus utváření mazacího filmu mezi femorální a tibiální komponentou kolenní náhrady. Jedná se o experimentální práci založenou na využití optických měřicích metod a simulátoru kolenního kloubu.
- analyzovat současný stav poznání (provést kritickou rešerši aktuálních vědeckých publikací),
- definovat podmínky experimentů s ohledem na kinematické a zátěžné podmínky v kolenním kloubu a s ohledem na různé typy a materiály kolenních náhrad,
- experimentálně popsat vývoj mazacího filmu v závislosti na definovaných vstupních parametrech,
- posoudit vliv podstatných složek synoviální tekutiny na procesy mazání,
- připravit publikaci výsledků formou odborného článku.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

16. Studium chování MR kapaliny ve Slit-flow reometru za podmínek nestabilního toku
Studies on Magnetorheological Fluid Behavior in Slit-flow rheometer at Unsteady flow

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: Ing. Jakub Roupec, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Výsledky měření tokových křivek na Slit-flow reometru může negativně ovlivnit řada faktorů. Mezi nejvýznamnější patří turbulentní tok, skluz na stěně měřící štěrbiny nebo pomalé utváření rychlostní profilu. Je nutné stanovit testovací podmínky pro různé typy kapalin a vymezit tvar a jakost povrchu měřící štěrbiny, aby byl vznik těchto negativních vlivů plně eliminován.

Cíle závěrečné práce:
Cílem práce je popsat vliv nestabilní toku na výsledky měření ve slit-flow reometru. Práce se zaměří zejména na popis vlivu turbulentního proudění, skluzu na stěně a na vliv vstupní oblasti škrtící štěrbiny na utváření rychlostního profilu.
- studium problematiky nestabilního proudění.,
- návrh a provedení experimentu pro detekci skluzu na stěně a utváření rychlostního profilu.,
- analýza dat a sestavení závěrů a doporučení pro volbu testovacích podmínek a tvar škrtící štěrbiny vztažených ke konkrétním kapalinám..

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

17. Vliv dynamického zatěžování na kontaktní únavové charakteristiky ložiskových materiálů
Influence of dynamic loading on the contact fatigue characteristics of bearing materials

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: doc. Ing. Pavel Mazal, CSc.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Většina ložisek není v běžném provozu vystavena monotonnímu zatěžování. Reálné zatížení zahrnuje dynamické účinky, jejichž charakter se liší podle druhu aplikace. Dynamické vlivy rozhodujícím způsobem ovlivňují trvanlivost a provozuschopnost ložisek. Pro zlepšení kvalitativního odhadu reálné trvanlivosti ložisek je nutné provést rozbor spektra zatěžování a výsledky této studie zahrnout do laboratorních zkoušek cyklicky zatěžovaných materiálů.

Cíle závěrečné práce:
souvislosti mezi časově proměnným zatěžováním a výslednými únavovými vlastnostmi vybraných materiálů při kontaktním zatěžování pomocí kritické rozboru experimentálně získaných dat.
- na základě současných poznatků navrhnout metodiku experimentů,
- návrh a realizace konstrukčních úprav stávajícího zkušebního zařízení ,
- provedení a vyhodnocení experimentů na souboru materiálů,
- zobecnění vlivu změn dynamických parametrů na trvanlivost.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

18. Vývoj unašeče střely pomocí výpočtových metod a 3D tisku kovů
Development of sabot component via finite element method and 3D metal printing

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: doc. Ing. David Paloušek, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Sabot je určen k předání kinetiské energie střele a k jejímu vynesení z hlavně. Následně je komponent oddělen od střely, která pokračuje dál v letu na cíl. Hmotnost sabotu je pak rozhodující a hraje významnou roli v celkové účinnosti střely. Optimalizace tohoto komponentu a výroba pomocí 3D tisku je předměten této diplomové práce.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem práce je tvarová a hmotnostní optilamizace sabotu protitankové střely pomocí metody konečných prvků s ohledem na výrobu pomocí 3D tisku kovů.
- identifikace parametrů ovlivňujících simulaci,
- tvorba výpočtového modelu,
- identifikace parametrů pro aditivní výrobu,
- výroba vzorků a mechanické testování,
- vyhodnocení výsledků.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

19. Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů
Construction of the extruder for additive manufacturing highly-filled thermoplastics

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: Ing. David Škaroupka, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Navržený extrudér bude zařízení upevnitelné na 6osé robotické rameno a bude sloužit k realizaci aditivní výroby - kladení a dávkování směsi z vysoce plněných termoplastů a plniva. Pomocí tohoto zařízení budou vyráběny prefabrikáty určeny k provedení experimentů a testování. Extrudér musí odolat specifickým podmínkám, zejména teplotě a abrazivním příměsím. Zařízení musí být rovněž schopno míchání příměsí a nanášet rovnoměrné vrstvy materiálu, aby byla zaručena kvalita povrchu a soudržnost i při stavbě do výšky jednoho metru.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je vyvinout extrudér pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů s proměnlivou rychlostí extruze, výstupním průměrem 20mm a formováním výstupní hmoty.
- navržení experimentu - extruze směsi vysoce plněného termoplastu.,
- identifikování parametrů konstrukce, nutných k provedení experimentu - extruze.,
- navržení konstrukčního řešení extrudéru.,
- provedení experimentu..

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, návrhový výkres, fotografická dokumentace, digitální data

20. Studium chování plastických maziv ve valivých ložiscích
Grease lubrication in rolling element bearings

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Josef Frýza

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Chování mazacího filmu či výsledné tření v kontaktech valivých ložisek, které jsou mazány pomocí plastických maziv, lze dodnes jen obtížné predikovat. Zásadní problematikou jsou mechanismy nedostatečného zásobování těchto kontaktů mazivem (hladovění) spolu s jeho následnou obnovou. Tyto mechanismy jsou ovlivněny řadou faktorů od konstrukce samotného ložiska, přes provozní podmínky až po vlastnosti použitého plastického maziva. Experimentální studium těchto vlivů umožní lépe predikovat jejich dopady na mazání reálných valivých ložisek.

Cíle závěrečné práce:
Cílem práce je analyzovat chování mazacího filmu utvářeného v kontaktech simulovaného valivého ložiska mazaného pomocí plastických maziv pro různé provozní podmínky.
- navrhnout experimentální přístup a parametry měření,
- modifikovat stávající experimentální zařízení,
- experimentálně stanovit tloušťku mazacího filmu pro různé podmínky,
- analyzovat naměřené tloušťky filmu s ohledem na jejich predikci a použité podmínky.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

21. Snižování hluku kolejových vozidel v traťových obloucích
Reduction of noise of the railway vehicles in line arcs

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Technické diagnostiky
Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Při průjezdu kolejového vozidla traťovým obloukem dochází vlivem existence příčného skluzu k nárůstu hluku, který v městské zástavbě často přestavuje problém z hlediska hygienických limitů. Za účelem redukce hluku mohou být na hlavu kolejnice aplikovány tzv. modifikátory tření, jejichž aplikace zpravidla vychází pouze z intervalového mazání, které však nezohledňuje aktuální hladiny hluku. Dochází tak k neefektivnímu mazání kolejnic, a je proto třeba hledat efektivnější řešení domazávání, které by dokázalo zohlednit skutečný vyzařovaný hluk.

Cíle závěrečné práce:
Cílem práce je analýza hluku při průjezdu kolejovým obloukem a vývoj systému pro řízenou aplikaci modifikátoru tření v závislosti na zjištěné hodnotě hladiny hluku.
- zpracování rešerše v oblasti železničního hluku a modifikátorů tření,
- analyzovat hluk projíždějících vozidel při suchých podmínkách,
- analyzovat hluk projíždějících vozidel při přítomnosti modifikátoru tření,
- návrh a implementace hardwarového řešení umožňující analýzu hluku v reálném čase.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres, digitální data

22. Experimentální vývoj proaktivního řízení mazacího systému
Experimental development of proactive control for a lubrication system

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
Implementace mazacích systémů kombinujících prvky proaktivní údržby spolu s pokročilými metodami monitoringu a automatického řízení umožňuje aktivně předcházet poruchám a zvýšit tak spolehlivost mazaných uzlů. Hlavní částí vývoje takových systémů je stanovení vzájemné interakce jednotlivých částí. Prostřednictvím sérií experimentů bude zjišťováno, jak ovlivňuje simulovaná kontaminace maziva a nastavení mazacího systému chování reálného tribologického uzlu a výstupy diagnostických metod, a jaká je odezva diagnostiky maziva a tribologického uzlu na různé proaktivní zásahy.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem práce je sestavit algoritmy pro řízení mazacího systému na základě diagnostiky stavu maziva. Práce zahrnuje experimenty na vyvíjeném zařízení typu "Back-to-Back".
- realizovat druhou etapu vývoje zařízení typu Back-to-Back.,
- na základě rešerše navrhnout plán experimentů.,
- provést a vyhodnotit sérii experimentů. ,
- na základě výsledků sestavit základ řídicích algoritmů..

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

23. Monitorování procesu robotického 3D tisku
Monitoring the robotic 3D printing process

Typ práce: vývojová - konstrukční
Tematický okruh: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Vedoucí práce: Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
3D tisk pomocí pomocí průmyslových robotů je jedním z aktuálních trendů v aditivních technologiích. Studenti a zaměstnanci ústavu konstruování v posledních letech intenzivně pracovali na konstrukci tiskové hlavy typu FFF (fused deposition modeling) a nalezení vlastní cesty jak řídit výrobní proces včetně generování tiskových drah v modulu KUKA PRC Grasshopperu pro software Rhinoceros. Součástí tiskové hlavy by měl být také systém pro kontrolu kvality a spolehlivosti tisku. Vývojem takového systému se bude zabývat tato diplomová práce.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem práce je vývoj monitorovacího systému pro kontrolu parametrů tisku, jako např.: pohyb trysky, přídavek materiálu, rozměrová přesnost tisku apod.
- rešerše existujících řešení a identifikace parametrů vhodných pro kontrolu,
- návrh monitorovacích uzlů ,
- návrh aplikace pro vyhodnocení výstupů měření,
- kompletace hardware, software,
- experimentální ověření, statistické vyhodnocení.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva

24. Snižování tření mazaných kontaktů změnou tepelné vodivosti materiálů
Improving friction of lubricated contacts by modifying thermal conductivity

Typ práce: výzkumná
Tematický okruh: Odbor Tribologie
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D.

Stručná charakteristika problematiky úkolu:
V řadě strojních aplikací, jako jsou např. ozubené nebo vačkové převody, pracují mazané kontakty součástí za vysoké skluzové rychlosti. Vlivem tohoto skluzu může okamžitá teplota v kontaktu dosáhnout až několika stovek °C. Za těchto podmínek jsou tření a tloušťka mazacího filmu značně závislé na teplotním chování kontaktu. Snížení tření produkované kontaktem je možné dosáhnout úpravou tepelné vodivosti kontaktních těles. Pro vývoj nových kontaktních dvojic bude v této práci využit optický tribometr umožňující měření rozložení teploty, tření a tloušťky mazací vrstvy.

Cíle závěrečné práce:
Hlavním cílem je experimentálně popsat vliv různé tepelné vodivosti povrchů na teplotu, tření a tloušťku mazacího filmu v bodových kontaktech.
- na základě studia vědeckých článků navrhnout kombinace kontaktních materiálů,
- experimentálně popsat vliv jednotlivých kombinací na teplotu, tření a rozložení tloušťky mazacího filmu,
- porovnat měření s teoretickým výsledkem získaným pomocí numerické simulace,
- publikovat zjištěné výsledky.

Požadované výstupy:
průvodní zpráva