Detail oboru

Konstrukční a procesní inženýrství

FSIZkratka: D-KPIAk. rok: 2018/2019Zaměření: Konstrukční inženýrství

Program: Stroje a zařízení

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 1.1.1999Akreditace do: 31.12.2020

Profil

Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Adaptace semi-aktivně řízených magnetoreologickýcho tlumičů do podvozku motocyklu

    Cílem je adaptovat aktuální semi-aktivní řízení magnetoreologického tlumiče s ohledem na dynamické a kinematické podmínky jízdy, kterou jsou pro motocykl specifické. Zejména to je malý rozdíl mezi odpruženou a neodpruženou hmotou, velký nárůst odpružené hmoty při jízdě se spolujezdcem a náklon motocyklu při průjezdu zatáčkou. Jedná se experimentální práci, jejíž součástí je odladění algoritmu a jeho experimentální ověření na standu umožňující simulaci náklonu motocyklu při průjezdu zatáčkou.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  2. Adhezní tester podvozků osobních automobilů

    Kvalita podvozku vozidla určuje jízdní vlastnosti, které jsou základem aktivní bezpečnosti. Jeho technický stav se během provozu vlivem opotřebení zhoršuje. Diagnostika podvozku je proto základním předpokladem bezpečného provozu. Překotný vývoj automobilů v poslední době vyžaduje zavedení nových diagnostických metod a zařízení. Cílem je vývoj zkušební metodiky a nové konstrukce rezonančního adhezního testeru tlumících schopností podvozku. Jedná se o konstrukční práci vycházející z analýzy na virtuálních modelech.

    Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

  3. Aditivní robotická výroba 3D struktur plazmovým navařováním

    Cílem je vývoj experimentální 3D tiskové hlavy a nalezení procesních parametrů aditivní výroby 3D struktur pomocí plazmového navařování a robotu KUKA KR 60 HA. Jedná se o vývojovou a konstrukční práci spočívající v testování a programování.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  4. Automatizace procesu strojního tušírování

    Cílem práce je návrh automatizovaného řešení strojního tušírování za pomocí analýzy obrazu. Dráhy obráběcího nástroje budou navrženy přímo na základě obrazové analýzy otisků tušírovací barvy. Jedná se o vývojovou práci zaměřenou na metodiku a rozpracování softwarového řešení.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  5. Brněnský design

    Cílem je uměnovědná studie z oblasti designu vizuálních komunikací ve strojírenství s důrazem na brněnský region a mezinárodní vlivy. Jde o teoretickou práci, která charakterizuje významné osobnosti, podniky a instituce v kontextu vývoje průmyslového designu.

    Školitel: Rajlich Jan, doc. Ing. arch.

  6. Design protéz dolní končetiny

    Cílem práce je vyvinout koncepčně nový typ protézy dolní končetiny pro specifické typy aktivit, jakou jsou např. sport nebo zábava. Jedná se o tvůrčí práci založenou na využití nových materiálů a technologií.

    Školitel: Křenek Ladislav, doc. akad. soch., ArtD.

  7. Diagnostika motorových vozidel pomocí akustické holografie

    Nadměrný hluk obvykle signalizuje špatnou konstrukci nebo závadu stroje. Jeho původcem jsou nežádoucí vibrace. V řadě případů je nemožné odhalit jejich přesnou příčinu za chodu stroje. Pomocí mapování akustických polí lze lokalizovat zdroje hluku, analyzovat podstatu problému a navrhnout konstrukční úpravy. Cílem je aplikace metod akustické holografie do oblasti diagnostiky zdrojů hluku motorových vozidel. Jedná se o experimentální práci zaměřenou na rekonstrukci akustických veličin objektu ve třírozměrném prostoru na základě měření akustického tlaku.

    Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

  8. Diagnostika tekutinových mechanizmů

    Cílem je dále rozvinout diagnostiku akustickou emisí v oblasti hodnocení pneumatických a hydraulických prvků za účelem včasné identifikace vzniku poškození. Jedná se o výzkumnou a experimentální práci založenou na spolupráci s výrobci diagnostické techniky a uživateli z průmyslové praxe.

    Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

  9. Elektromagnetické vlastnosti železa zpracovaného 3D tiskem kovů

    Cílem je stanovení procesních parametrů laserového tavení kovů, které umožní zpracování čistého železa pro využití v elektromagnetických aplikacích. Jedná se o experimentální práci spočívající ve zkoumání fyzikálních a mechanických vlastností s využitím simulací a reálného testování.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  10. Elektronický tester podvozků osobních automobilů

    Vývoj koncepčně nového testeru podvozků osobních automobilů, jehož základem je elektronická inerciální jednotka snímající kinematické parametry pohybu karoserie při přejezdu překážky. Prostorový pohyb dokmitávající odpružené hmoty je zaznamenáván a analyzován řídícím mikroprocesorem a jsou vyhodnoceny tlumící schopnosti náprav. Základem úspěšnosti řešení je efektivita algoritmu vyhodnocujícího snímané kinematické veličiny pohybu karoserie při přejezdu překážky. Cílem je také ověření a klasifikace zvolených algoritmů pomocí simulačního modelu a široce koncipovaného experimentu.

    Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

  11. Eliminace rázů pomocí magnetoreologických tlumičů

    Cílem je vyvinout magnetoreologický tlumič pro tlumení silných rázových dějů (exploze) a řídící algoritmus reagující na extrémně rychlé energetické změny. Řídicí algoritmus musí být schopen mj. efektivně reagovat na rozdíly v hmotnosti, počáteční rychlosti odpružené hmoty a teplotě tlumiče, tak aby byl plně využit celý zdvih tlumiče pro minimalizování silových účinků zpomalení. Jedná se o experimentální práci rozšiřující možnosti použití magnetoreologických tlumičů v průmyslové praxi. Součástí práce bude návrh a výroba standu pro testování rázových dějů.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  12. Identifikace vzniku poškození pomocí metod nedestruktivního testování

    Cílem je vypracovat a ověřit metodiku identifikace a kvantifikace strukturních změn, které nastávají v cyklicky zatěžovaných konstrukcích a strojních částech. Jedná se o výzkumnou práci a významnou experimentální složkou, která bude zaměřena na korelaci výsledků získaných metodami akustické emise a dalšími NDT postupy s reálnými procesy v materiálu.

    Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

  13. Kontrola velkorozměrového 3D tisku

    Cílem práce je vývoj kontrolního systému, který pomocí optických metod získává informaci o nanesených vrstvách a procesu 3D tisku, tuto informaci porovnává se simulačním modelem a může upravovat parametry procesu 3D tisku. Jedná se o teoretickou práci založenou na analýze obrazu, aplikaci bezkontaktních měřicích metod a zaměřenou na rozpracování softwarového řešení.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  14. Nestability mazacích filmů v hydrodynamických ložiscích

    Cílem je objasnit mechanismy rozvoje nestabilit mazacího filmu s využitím simulátoru se safírových ložiskem. Jedná se o experimentální práci, jejíž součástí je vývoj testovacího zařízení a metod pro měření tloušťky, teploty a toku maziva v hydrodynamických ložiscích.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

  15. Predikce mazání kolenních náhrad

    Cílem je objasnit mechanismus utváření mazacího filmu mezi femorální komponentou a vložkou náhrady z poddajného materiálu. Jedná se o experimentální práci založenou na využití fluorescenční metody a kolenního simulátoru.

    Školitel: Vrbka Martin, doc. Ing., Ph.D.

  16. Snižování hlukových projevů v kolejové dopravě

    Cílem je studium vlivu provozních podmínek v kontaktu kola a kolejnice s ohledem na hlukovou emisi. Jedná se o experimentální práci, kdy se bude na základě akustických měření ověřovat vliv provozních podmínek na hluk šířený pří jízdě tramvajového vozu.

    Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

  17. Stabilita magnetoreologických kapalin během dlouhodobého provozu

    Cílem je popsat změnu vlastností magnetoreologických kapalin, která nastane během dlouhodobého zatěžování kapaliny, při němž může dojít až k úplné degradaci kapaliny. Hybnou silou této degradace je oxidace železných částic. Míru oxidace lze ovlivnit velikostí disipované energie a řízením teploty zatěžování. Práce je experimentálního charakteru, kdy pro zatěžování a měření magnetoreologické kapaliny bude použit nový slit-flow reometr pro vysoké rychlostní spády instalovaný na programovatelném hydraulickém pulzátoru Inova. Mezi hlavní sledované parametry lze zařadit viskozitu v neaktivovaném stavu, mez toku, konzistenci MR kapaliny a rychlost sedimentace v různých stádiích degradace.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  18. Systém pro kontrolu procesu 3D tisku kovů

    Cílem je vývoj on-line systému pro kontrolu a změnu parametrů laserového spékání kovů v závislosti na aktuálním stavu vyráběného dílu. Jedná se o teoretickou práci založenou na analýze obrazu a aplikaci bezkontaktních měřicích metod.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  19. Systém pro nanášení kovových prášků

    Cílem je vývoj systému pro nanášení několika různých kovových prášků, který umožní zpracování kombinace kovových materiálů v rámci SLM procesu. Jedná se o konstrukční práci založenou na aplikaci nových technických přístupů.

    Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

  20. Testbed pro vývoj systémů řízení adheze v kontaktu kola a kolejnice

    Cílem je aplikovat v reálném prostředí městské kolejové dopravy nové přístupy, které umožní řídit tření v kontaktu kola a kolejnice podle aktuálních provozních podmínek a projevů. Jedná se o vývojovou a experimentální práci zkoumající vliv modifikátorů tření a metod jejich aplikace na jízdní vlastnosti kolejových vozidel.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

  21. Transport design přelomu 60. a 70. let 20. století

    Cílem je zmapovat genezi designu dopravních prostředků v uvedeném období a určit hlavní vývojové znaky. Jedná se o teoretickou práci založenou na zkoumání historických pramenů a designérských artefaktů.

    Školitel: Křenek Ladislav, doc. akad. soch., ArtD.

  22. Vizualizace migrace částic opotřebení v endoprotéze kyčelního kloubu

    Cílem je objasnit mechanismus migrace polyetylenových částic opotřebení mezi hlavicí a jamkou umělé kyčelní náhrady. Jedná se o experimentální práci založenou na využití kombinace optických měřicích metod a kyčelního simulátoru.

    Školitel: Vrbka Martin, doc. Ing., Ph.D.

  23. Vývoj adaptivních železničních ložisek se zvýšenou životností

    Cílem je vyvinout železniční nápravové ložisko se zvýšenou životností na základě studia vlivu kontaktních parametrů a integrity povrchu. Jedná se o vývojovou práci, jejíž součástí je návrh fyzikálního modelu ložiska a metody pro aktivní monitorování provozního stavu.

    Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

  24. Vývoj algoritmu pro semi-aktivní řízení rychlého magnetoreologického tlumiče

    Odpružení automobilů musí zajistit eliminaci vibrací přenášené na cestující, a zároveň co nejstabilnější přítlak kola na vozovku. S pasivními tlumiči nelze tyto dvě funkce plně zajistit. Tyto dva základní požadavky odpružení automobilu by měly být dosažitelné aplikací semiaktivního řízení Magnetoreologických tlumičů. Na ústavu konstruování byla vyvinuta konstrukce magnetoreologického tlumiče, který je schopen několikanásobně změnit sílu za méně než 1.5 ms. Cílem práce je inovace stávajících případně návrh nových algoritmů řízení magnetoreologických tlumičů uvažujících různé parametry závěsů a magnetoreologických tlumičů.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  25. Vývoj auxetických struktur pro aditivní výrobu

    Cílem je vývoj generátoru auxetických struktur s možností lokální modifikace mechanických vlastností. Jedná se o vývojovou práci spočívající v programování a experimentálním ověřování vzorků z 3D tisku.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  26. Vývoj chytrého ložiska s aktivní kontrolou tribologických parametrů

    Cílem je vyvinout metodu měření aktuálního stavu mazacího filmu použitelnou pro reálná ložiska. Jedná se o vývojově-experimentální práci, kde bude vyvinut nový systém pro chytré ložiskové jednotky.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

  27. Vývoj chytrého mazacího systému s proaktivním řízením

    Cílem je vyvinout a implementovat mazací systém, který při své činnosti aktivně využívá informace o aktuálním stavu maziva a chování mazaného uzlu. Jedná se o vývojovou práci, která na základě experimentálního výzkumu povede k vytvoření autonomního mazacího systému.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

  28. Vývoj ložisek s autocirkulací plastického maziva

    Cílem je vyvinout ložiska se zlepšeným mazáním plastickými mazivy na základě studia distribuce plastického maziva v reálném ložisku. Jedná se o experimentálně-konstrukční práci, kde měření budou probíhat jak na současných zařízeních, tak novém simulátoru reálného ložiska.

    Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

  29. Vývoj semi-aktivně tlumeného železničního podvozku pro vysokorychlostní vlaky

    Vibrace a rázy při provozu kolejového vozidla nesmí zhoršit komfort cestujících, ani přispět ke zvýšenému opotřebení podvozku či kolejového svršku. Nejdůležitější částí podvozku jsou proto tlumiče pérování. Poslední vývojovou generaci představují počítačem řízené hydraulické tlumiče využívající působení magnetického pole na kapalinu obsahující železné mikročástice. Cílem je návrh koncepce řídicí jednotky magnetoreologických tlumičů pro kolejovou dopravu. Jedná se o experimentální práci, jejímž smyslem je na základě modelu vybraného vozidla navrhnout a implementovat vhodný algoritmus řízení.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  30. Vývoj strukturovaných magnetických obvodů

    Užitné vlastnosti elektromagnetických strojů jsou závislé na konstrukci a materiálu magnetického obvodu. V současnosti jsou největší omezující faktory maximální dosažitelné magnetické toky v magnetickém obvodu a generované vířivé proudy. Vířivé proudy mohou být téměř eliminováný feritovými, nebo SMC materiály s vysokou rezistivitou. Tyto materiály ale mají ve srovnání s kovovými materiály (ocel, železo, kobaltové slitiny atd.) nízkou mez magnetického nasycení a nízkou permeabilitu, což omezuje výkon stroje. 3D tisk kovových materiálů přináší nové možnosti v návrhu magnetických obvodů. Vhodná struktura jádra umožňuje dosáhnout vysokých magnetických toků a zároveň zajistit nízkou úroveň generování vířivých proudů. Cílem studia je návrh smart struktur magnetických obvodů. Jedná se o experimentální práci, jejímž smyslem je pomocí 3D tisku vhodných struktur dosáhnout výborných magnetických vlastností, nízké hmotnosti a nízkých ztrát vířivými proudy.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  31. Vývoj vysoce stabilní a výkonné magnetoreologické kapaliny

    Cílem práce je syntetizovat ve spolupráci s Chemickou fakultou a INHA University magnetoreologickou kapalinu s velkou sedimentační stabilitou a vysokým MR efektem s ohledem na budoucí použití v kolejové a automobilové dopravě a ve space aplikacích. Jedná se o experimentální práci rozšiřující možnosti použití magnetoreologických tlumičů v průmyslové praxi. Pro měření bude použit unikátní slit-flow reometr a zařízení pro měření sedimentace. V práci budou použity nejnovější poznatky z výzkumu v oblasti monodisperzních a bidisperzních kapalin a nosných Nenewtonských kapalin s počáteční mezí toku. Součástí práce bude také analýza časové odezvy MR kapaliny, která ovlivňuje rychlost aktivace MR kapaliny.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  32. Výzkum a vývoj magnetoreologického těsnění

    V současné době se tradičně používá magnetické kapalinové těsnění, které využívá ferro magnetickou kapalinu jako těsnící medium. Zásadní nevýhoda této koncepce je především v nízké tlakové únosnosti (maximální tlaková únosnost), která dosahuje desetin baru. Použitím magnetoreologické kapaliny a vhodnou konstrukcí magnetického obvodu těsnění je možné tlakovou únosnost výrazně zvýšit. Nicméně jedná se o novou a neprobádanou oblast a je nutné vyřešit celou řadu problémů. a. Cílem je inovace magnetoreologického těsnění pro dosažení dokonalé těsnosti, zejména s ohledem na možný únik nosné kapaliny v extrémních provozních podmínkách. Jde o experimentální práci s využitím stávajícího zařízení pro testy magnetoreologického těsnění.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

  33. Výzkum a vývoj prostředků pro pokročilou aktivní diagnostiku toroidních ložisek

    Cílem je návrh monitorovacích procesů pro aktivní diagnostiku funkce a stavu speciálních ložisek. Jedná se o výzkumnou a vývojovou práci zaměřenou na aktivní diagnostiku toroidních ložisek zejména pro použití v oblasti větrných turbín, papírenských strojů a zařízení pro plynulé odlévání oceli.

    Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

  34. 3D tisk leteckých hliníkových slitin

    Cílem je vývoj procesních parametrů laserového tavení kovů, které umožní zpracování leteckých hliníkových slitin. Jedná se o experimentální práci spočívající ve zkoumání mechanických vlastností prostřednictvím únavových zkoušek.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  35. 3D tisk multi-materiálů

    Cílem je vývoj procesních parametrů SLM procesu, které umožní zpracování více kovových materiálů v rámci jednoho komponentu. Jedná se o experimentální práci založenou na vyhodnocování mechanických vlastností a zkoumání struktury materiálů.

    Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

  36. 3D tisk slitin mědi

    Cílem je vývoj procesních parametrů laserového tavení kovů, které umožní zpracování slitin mědi. Jedná se o experimentální práci založenou na vyhodnocování mechanických vlastností a zkoumání struktury materiálů.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

  37. 3D tisk strukturovaných dílů

    Cílem je vývoj strategie stavby a procesních parametrů, které umožní 3D tisk struktur z titanových slitin s vysokými mechanickými vlastnostmi. Jedná se o experimentální práci založenou na mechanickém testování materiálů a použití nedestruktivních digitalizačních metod

    Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

  38. 3D tisk wolframu pro vysokoteplotní aplikace v leteckém a kosmickém průmyslu

    Cílem je vývoj procesních parametrů laserového tavení kovů, které umožní zpracování wolfram a jeho slitiny. Jedná se o experimentální práci spočívající ve zkoumání mechanických vlastností a struktury materiálu

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.