diplomová práce

Návrh kompozitní objímky rotoru vysokootáčkového rotačního stroje

Text práce 9.26 MB

Autor práce: Ing. Ondřej Pavlík

Ak. rok: 2017/2018

Vedoucí: doc. Ing. Tomáš Návrat, Ph.D.

Oponent: Ing. Oldřich Ševeček, Ph.D.

Abstrakt:

Diplomová práce je zaměřena na výrobu kompozitu metodou navíjení a určení materiá-lových vlastností vyrobeného kompozitu sestávajícího z uhlíkových vláken a epoxidové pryskyřice typu termoset s pomocí jak analytických, tak numerických modelů. Zjištěné materiálové vlastnosti jsou aplikovány na návrh a deformačně napěťovou analýzu kom-pozitní objímky pro použití ve vysokootáčkovém bezkomutátorovém synchronním elek-tromotoru s permanentními magnety. Je vyhodnocena bezpečnost takto navrženého roto-ru z pevnostního hlediska a je navrženo testovací zařízení pro statickou i dynamickou zkoušku objímky. Statické testovací zařízení je vyrobeno a sestaveno. Je navinuta kom-pozitní objímka a je proveden pevnostní test.

Klíčová slova:

Kompozit, uhlíkové vlákno, epoxidová termoset pryskyřice, homogenizace, metoda ko-nečných prvků, kompozitní objímka rotoru vysokorychlostního bezkomutátorového syn-chronní elektromotoru s permanentními magnety

Termín obhajoby

18.6.2018

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znakmkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student ve vymezeném čase prezentoval svoji závěrečnou práci. Poté byly předneseny posudky a zodpovězeny dotazy oponenta. Následně byly pokládány další otázky vztahující se k diplomové práci: Jedná se o synchronní motor? Mohou v něm vznikat vířivé proudy? Magnety jsou tvořeny segmenty po obvodu, nebo se jedná o prstenec? Uvažoval jste nespojitou zátěž na bandáž kvůli nekvalitní výrobě? Jaký epoxid byl použitý? Jak reagovaly magenty na proces vytvrzování epoxidu? Bylo použito k výrobě kompozitu nějakého stroje? Kolik vrstev bylo použito? Jak byl zjištěn objemový podíl vláken a matrice? Jak byly získávány koeficienty pro použitá kritéria porušování? Uvažoval jste jiné vlastnosti objímky v radiálním směru? Jaké bylo reálné uložení rotoru? Jak byly aplikovány okrajové podmínky? Umožňuje ložisko natočení? Na závěr bylo vystoupení hodnoceno jako výborné.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (M2A-P)

Studijní obor

Inženýrská mechanika a biomechanika (M-IMB)

Složení komise

prof. Ing. Vladislav Laš, CSc. (předseda)
doc. Ing. Luboš Náhlík, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen)
prof. Ing. Jaroslav Zapoměl, DrSc. (člen)
prof. Ing. Jindřich Petruška, CSc. (člen)
doc. Ing. Vladimír Fuis, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Hadaš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miloš Vlk, CSc. (člen)
Ing. David Zalaba (člen)
Ing. László Iván, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Přemysl Janíček, DrSc. (člen)

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem kompozitní objímky rotoru. Námět této práce vzešel od firmy Sobriety s.r.o., takže závěry práce mají praktický dopad. Práce byla se studentem průběžně konzultována a všechny stanové cíle byly průběžně plněny. Diplomant pracoval samostatně, pečlivě, systematicky. Student prokázal nejen schopnost výpočtového modelování kompozitních materiálů, ale podílel se také na návrhu a výrobě kompozitních vzorků a zkušebního zařízení. Na praktické části student pracoval s obrovským nadšením, což musím ocenit. Diplomová práce je zpracována na 157 stranách. S rozsahem souvisí zvláštní vyjadřovací schopnosti autora, což čtenáři ztěžuje pochopení vzájemných souvislostí. Celkově práci hodnotím stupněm A.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Předložená práce je zaměřena na návrh kompozitní objímky vysokootáčkového rotoru. K řešení je využita teorii kompozitních materiálů v kombinaci s MKP výpočty. Práce řeší konkrétní praktickou aplikaci a vznikla ve spolupráci s firmou Sobriety. Zvolený přístup k řešení je adekvátní, práce obsahuje všechny kapitoly jí náležející a autor v ní splnil veškeré definované cíle. Lehce negativně však hodnotím délku samotné práce, která překračuje doporučený rozsah pro diplomové práce o téměř 90 stran. Bohužel zdaleka ne všechny informace jsou pro řešení důležité (neřeší původní cíle práce), odvádí tak pozornost od hlavního tématu a zbytečně čtenáře unavují (bylo by vhodnější některé pasáže buď zcela vypustit, nebo řešit alespoň formou dodatků). Kvalitu, jinak pěkné práce, dále bohužel ještě poznamenávají následující nedostatky (především formálního charakteru):

-    Stručný úvod bez názorného obrázku.
-    Chybná práce s literaturou a odkazy na ní (seznam použité literatury není seřazen abecedně ani podle výskytu v textu, odkazy na literaturu chybně uváděny za tečkou věty, více odkazů neoddělováno čárkou a.j.).
-    Nekonzistentní formátování textu a odstavců, stylistické chyby, chybějící interpunkce, několik gramatických chyb a překlepů, občas nesrozumitelné či nepřesné formulace a používání hovorových výrazů (např.: „dá se“, „vlákna kulatého průřezu“, „šroubovina“ a.j.).
-    Odkazy na text, tabulky, obrázky, které jsou předmětem až dalších kapitol (lze se odkazovat v rámci kapitoly nebo zpětně, ale ne dopředu).
-    Chybějící odkazy v textu na použité obrázky a dále značný počet nic neříkajících (zbytečných) obrázků - např. Obr 1, 8, 15,16, 54 a.j.
-    Nic neříkající popisky některých obrázků.
-    Malé, špatně čitelné písmo v některých obrázcích.
-    Odkaz v popisku Obrázku 7 na Obrázek 13. Obrázek  9 a 10 (resp 11  a 12) by bylo vhodnější spojit do jednoho.
-    V obr. 32 a 55 nejsou jasně znázorněny aplikované OP.
-    Nevhodný popisek kapitol 3.2.x  - „Změna materiálu“ – žádná změna se ale ve skutečnosti neprováděla.
-    Některé veličiny v textu nejsou kurzívou, zatímco v rovnicích ano.
-    Nelogické pořadí některých rovnic (např. (5.45)-(5.58).
-    Není jasné, zda autor dělal sám i celý návrh zkušebních zařízení nebo jen výpočetně konkrétní konstrukci kontroloval.
-    Podle mého názoru zbytečné kapitoly 3, 8 a 9 – stačil by k dané problematice stručný komentář v rámci jiných kapitol.
-    Místo kapitoly 7.1 je chybně uvedena 7.1.1.

Jednu věcnou připomínku bych měl potom k volbě příčných materiálových charakteristik kompozitu, plynoucí z různých homogenizačních modelů. Autor volí tyto charakteristiky pouze na základě modelů periodické struktury, které však v praxi nebude téměř nikdy dosaženo. Bylo by tedy vhodnější vzít v úvahu nějaký jiný model, uvažující nepravidelné uspořádání vláken v matrici.
Vzhledem k výše uvedeným nedostatkům, ale jinak pěknému a komplexnímu zpracování řešené problematiky hodnotím tuto práci výslednou známkou „B“ a doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C

Známka navržená oponentem: B