diplomová práce

Termomechanický model pneumatiky

Text práce 5.16 MB Příloha 544.85 kB

Autor práce: Ing. Jan Vaníček

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Oponent: prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Abstrakt:

Diplomová práce se zabývá problematiku termomechaniky pneumatik osobních vozů. Po rešeršní části řešící již existující modely pneumatik následuje praktická část, která je založena na návrzích termomechanických modelů. První z nich určuje závislost teploty na tlaku vzduchu uvnitř pneumatiky při změně teploty. Druhý termomechanický model vystihuje všechny tepelné toky, které se týkají pneumatiky za jízdy vozidla. Třetí termomechanický model počítá teploty jednotlivých částí pláště v průběhu jízdních zkoušek. Všechny modely jsou naprogramovány v prostředí MATLAB.

Klíčová slova:

Pneumatika, vedení, proudění, záření, součinitel tepelné vodivosti, součinitel přestupu tepla, emisivita, tepelný tok, podobnostní čísla, teplota, tlak, běhoun, kostra, hustící plyn.

Termín obhajoby

22.06.2021

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Študent zoznámil komisiu s výsledkami záverečnej práce. Následne odpovedal na otázky oponenta. Otázky oponenta: 1) V práci je uvažováno huštění vzduchem. Bylo by vhodnější pro huštění pneumatik využívat dusík, nebo kysličník uhličitý? Jak je to s vlivem vlhkosti ve hustícím vzduchu? Hodnotenie: Zodpovedané 2) Existuje vliv barometrického tlaku na chování pneumatik z hlediska termomechanických modelů? Při měření tlaku v pneumatice se většinou využívá měření přetlaku, je tedy potřeba měřit I barometrický tlak? Hodnotenie: Zodpovedané 3) Na tepelné chování pneumatik a tedy na modely budou mít vliv materiálové vlastnosti pryže jako je hustota, tepelná vodivost a měrná teplená kapacita pneumatiky. Dalo by se nějak stanovit, jak velký je vliv přesnosti stanovení termofyzikálních vlastností pneumatiky? Hodnotenie: Čiastočne zodpovedané Ďalšie otázky: 1) Ako by vyzeralo meranie nedodaným prístrojom? Hodnotenie: Zodpovedané 2) Popíšte funkciu meracích prístrojov ktoré ste uvádzal v prezentácií. Hodnotenie: Zodpovedané 3) Akými spôsobmi sa meria teplota behúňa pneumatiky? Hodnotenie: Zodpovedané 4) Na základe čoho bola stanovená predpokladaná presnosť modelu? Hodnotenie: Čiastočne zodpovedané 5) Skúšali ste citlivostnú analýzu na ktorý parameter je ten model najcitlivejší? Hodnotenie: Čiastočne zodpovedané 6) Je v modeli zahrnutý vplyv vzorku behúňa? Hodnotenie: Čiastočne zodpovedané 7) Simulovaný čas 100 s je stanovený na základe čoho? Hodnotenie: Zodpovedané

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Fakulta strojního inženýrství

Ústav

Ústav automobilního a dopravního inženýrství

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Automobilní a dopravní inženýrství (M-ADI)

Složení komise

prof. Ing. František Bauer, CSc. (předseda)
prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Marek Bačovský (člen)
Ing. Jan Klimeš (člen)
Ing. Zdeněk Novosad (člen)
Ing. Petr Škara (člen)

Posudek vedoucího
doc. Ing. Petr Porteš, Ph.D.

Tématem diplomové práce Bc. Jana Vaníčka byl termomechanický model pneumatiky. Cílem bylo na základě rešerše matematických modelů pneumatik navrhnout jednak model pneumatiky popisující změnu tlaku uvnitř pneumatiky při změně její teploty a jednak model, který popisuje průběh teploty jednotlivých částí pneumatiky během jízdy vozidla.
Student velmi pečlivě vypracoval rozsáhlou rešerši modelů pneumatik a velmi pečlivě popsal termomechanické principy, které je nutné použít pro sestavení modelu. Sestavení druhého modelu předcházela hluboká analýza jednotlivých tepelných dějů a jejich rozdělení na ty, které jsou pro popis důležité a na ty, které je možné zanedbat. Diplomant sestavil oba požadované modely a splnil i ostatní požadavky zadání.
Student pracoval velmi samostatně. Je třeba ocenit jeho systematičnost při zpracování rešerše, při provedení potřebných analýz a sestavení modelu. Rovněž je potřeba ocenit i úsilí, které věnoval tomu, aby pro velké množství parametrů, vyskytujících se v modelu, našel v odborné literatuře podklady pro určení jejich hodnot.
Co se týče experimentálního ověření je nutno konstatovat, že bylo negativně ovlivněno situací s epidemií COVID-19. A to nejen v souvislosti s náročností přípravy a realizace experimentu, ale i ze strany technického zajištění. Pro realizaci experimentů se plánovalo použit speciální měřicí techniku, která měla být dodána zahraničním dodavatelem na začátku školního roku, což se nestalo a na její doručení se stále čeká.
Absenci experimentů nepovažuji za důležitou z hlediska hodnocení práce, jelikož jejich návrh student do své práce zahrnul a experimentální ověření nebylo povinnou částí zadání.
Z výše uvedeného vyplývá komplexnost studentova přístupu a ohromný rozsah vykonaných prací.   Zadání náročné diplomové práce bylo splněno.
Diplomovou práci doporučuji k obhajobě.
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 A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Posudek oponenta
prof. Ing. Josef Štětina, Ph.D.

Cílem práce je vytvoření “Termomechanického modelu pneumatiky” přestože to není uvedeno v zadání lze předpokládat řešení v Matlabu. Text diplomové práce má 131 stran textu včetně dvou příloh skriptů v Matlabu. Grafická úprava splňuje požadavky na technický text. Práce obsahuje všechny povinné části a je správně členěna do kapitol a podkapitol. Student využil pro práci doporučenou literaturu, ale využil i řadu dalších zdrojů, které dohledal a všechny zdroje jsou citovány. Zde lze vytknout, že citace nejsou jak má být správně součástí vět a plují v textu a hodně jich je až za odstavci.
Práce obsahuje poměrně dlouhou rešeršní část, která je rozhodně nadstandardní. Student opravdu shromáždil nebývalé množství informací a vybral z nich podstatné ve formě rovnic a grafů. Bohužel díky množství různých zdrojů se některé informace opakují a někdy je použit i jiný zápis stejných rovnic. Orientaci v rovnicích moc nepomáhá, že seznam použitých zkratek a symbolů není seřazen podle abecedy a je pomíchaná latinská a řecká abeceda. Při takto rozsáhlé rešeršní práci, by přispělo, aby pod rovnicemi byly uvedeny jednotlivé symboly i s jednotkami.
Práce je dobrým základem pro další výzkum v oblasti tepelných modelů. Lze předpokládat, že bude využita v disertačních pracích nebo ve výzkumných projektech.
Je třeba zdůraznit, že práce je nadstandardní svým rozsahem. Diplomant prokázal schopnost inženýrské činnosti, splnil podmínky zadání s minimálním úsilím, doporučuji 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 A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací C
Otázky k obhajobě:
  1. V práci je uvažováno huštění vzduchem. Bylo by vhodnější pro huštění pneumatik využívat dusík, nebo kysličník uhličitý? Jak je to s vlivem vlhkosti ve hustícím vzduchu?
  2. Existuje vliv barometrického tlaku na chování pneumatik z hlediska termomechanických modelů? Při měření tlaku v pneumatice se většinou využívá měření přetlaku, je tedy potřeba měřit I barometrický tlak?
  3. Na tepelné chování pneumatik a tedy na modely budou mít vliv materiálové vlastnosti pryže jako je hustota, tepelná vodivost a měrná teplená kapacita pneumatiky. Dalo by se nějak stanovit, jak velký je vliv přesnosti stanovení termofyzikálních vlastností pneumatiky?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová