Fakulta strojní Technické univerzity v Liberci Téma disertačních prací pro rok 2017/2018 OBOR 2303V002 STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE KOM KOM KOM KOM

Transkript

1 OBOR 2303V002 STROJÍRENSKÁ TECHNOLOGIE Téma disertační práce Školitel Katedra 1. Bezkontaktní skenování povrchu strojních součástí Anotace: Ve strojírenské výrobě se začínají stále více prosazovat systémy bezkontaktního měření technologických parametrů. Moderní laserové mikroskopy umožňují získat vysoce přesné výsledky při analýze rovných i nerovných povrchů, umožňují bezkontaktně měřit všechny základní parametry drsnosti povrchu, umožňují při vysokém zvětšení zkoumat např. břit řezného nástroje, umožňují měřit výšku, šířku, průřez, úhel nebo poloměr zaoblení u jakékoliv uživatelem zadané linie. Předmětem řešení práce je zkoumání možností uplatnění moderních bezkontaktních systémů zejména pro měření základních parametrů drsnosti povrchu u různých materiálů a zkoumání vlivu provozních podmínek na přesnost výsledků měření při použití kontaktní a bezkontaktní metody hodnocení parametrů drsnosti povrchu. 2. Výzkum vlivu procesu orovnávání brousicího kotouče na jakost broušeného povrchu Anotace: V průmyslu existuje snaha neustále zvyšovat kvalitu technologických procesů. Vyráběné strojní součásti musí mít jak požadovanou rozměrovou a tvarovou přesnost, tak také vysokou kvalitu povrchové vrstvy. Rozhodující vliv přitom má také dokončovací technologie broušení. Jakost součásti při broušení je ovlivňována mnoha faktory, významný je vliv procesu orovnávání brousicích nástrojů. Cílem práce bude zkoumat a analyzovat vliv procesu orovnávání brousicích nástrojů na vlastnosti broušených strojních součástí. 3. Výzkum opotřebení na hřbetu řezného nástroje Anotace: V průmyslu existuje snaha neustále zvyšovat trvanlivost řezných nástrojů. Cílem práce bude zjištění vlivu teploty a tlaku na hřbetu řezného nástroje na velikost opotřebení při soustružení a frézovaní. 4. Výzkum procesních kapalin pro universální použití při obrábění Anotace: V průmyslu existuje snaha zvyšovat kvalitu a trvanlivost univerzálních procesních kapalin pro obrábění. Cílem disertační práce bude zvýšení trvanlivosti těchto doc. Ing. Jan JERSÁK, CSc. doc. Ing. Jan JERSÁK, CSc. Prof. Ing. Alexey POPOV, DrSc. Prof. Ing. Alexey POPOV, DrSc. 1

2 procesních kapalin pro univerzální použití. 5. Obrábění kompozitních materiálů Anotace: Obrábění kompozitních materiálů se zásadním způsobem liší od konvenčního obrábění kovů. Průběh řezu v kompozitních materiálech je naprosto odlišný, než je tomu u kovů. Když břit vytváří třísku, nedochází ke kluzu jako u většiny kovů, ale kompozitní materiál je roztrháván, mnohdy tak, že přitom dochází k přeřezávání matrice, zatímco vyztužující částice/vlákna se během obráběcího procesu lámou. Všeobecným principem, platným pro obrábění kompozitů, je použití ostrých břitů s dostatečně velkým úhlem hřbetu, které umožňují čistý řez a potlačení tendencí k odírání nástroje o obrobek. Snížení opotřebení nástroje na minimum je velice důležité, jelikož geometrické změny řezné hrany mají za následek velice prudkou a nadměrnou tvorbu tepla, lom břitu a problémy s kvalitou součásti. Práce je zaměřena na výzkum v oblasti opotřebení nástroje a vlivu na jakost obrobené plochy, velikosti řezných sil a teplot při obrábění kompozitních materiálů na bázi reaktoplastů různého materiálového složení. Výzkum bude realizován na obráběcích operacích soustružení, frézování, broušení a vrtání. 6. Sledování fyzikálně metalurgických zákonitostí při krystalizaci slitin hliníku pod tlakem Anotace: Disertační práce bude zaměřena na sledování vlivu tlaku na fyzikálněmetalurgické zákonitosti při krystalizaci slitin hliníku pod tlakem. Pro technologické účely má krystalizace pod tlakem značný význam pro získání kompaktnosti struktury a tím i vyšších mechanických vlastností takto zpracovaných materiálů. Vlivem tlaku se zvyšuje počet krystalizačních zárodků. Důležitým faktorem této fázové přeměny je změna objemů. Pokud dojde ke stlačování taveniny (např. slitinu hliníku), která vykazuje větší objem než tuhá fáze, pak současně růst tlaku při fázové přeměně přispívá k růstu teploty krystalizace materiálu. Vlivem tlaku dochází k termickému podchlazení taveniny a ke vzniku krystalizačních zárodků. Uplatnění vlivu tlaku na taveninu během její krystalizace, je jednou z možností, jak příznivě ovlivňovat vznikající strukturu kovů. Ze slévárenského hlediska tento proces potlačuje vznik staženin nebo je rozptyluje do nepatrných velikostí, proto je vhodný pro výrobu odlitků s rozdílnou tloušťkou stěn. Tato metoda začíná být technologicky velmi uplatňována, např. při výrobě pístů spalovacích motorů. Téma práce je řešena proto, že hledisko vlivu tlaku na fyzikálně-tepelné podmínky krystalizace pod tlakem je tato problematika teoreticky málo propracovaná. 2 doc. Ing. Štěpánka Dvořáčková, prof. Ing. Iva Nová, CSc.

3 Klíčová slova: krystalizace pod tlakem (squeeze casting), tlak, fyzikálněmetalurgický proces, vznik krystalizačních zárodků, slitiny hliníku 7. Tepelně-fyzikální procesy při odlévání a tuhnutí slitin mědi Anotace: Disertační práce se zabývá sledováním tepelně-fyzikálních procesů při odlévání slitin mědi do slévárenských forem s různým vlivem ochlazovací schopnosti materiálu slévárenské formy (s vysokou i nízkou akumulační schopností). Proces tuhnutí bude analyzován a bude ověřen následným simulačním výpočtem s použitím simulačního programu MAGMA Soft 5. Příslušný krystalizační proces bude analyzován světelnou a elektronovou mikroskopií. Rozbor získaných struktur po ztuhnutí odlitků bude posuzován v souvislosti s různými podmínkami ochlazování odlévaného kovu. Klíčová slova: tepelně-fyzikální, ochlazování, slitiny mědi, simulační výpočet, struktura. 8. Možnosti využití CMT metody při spojování neželezných kovů Anotace: Při metalurgickém spojování tenkostěnných profilů je třeba k vytvoření kvalitního spoje optimalizovat hodnoty tepla vneseného do svaru. Jednou z možných variant je použití CMT (Cold Metal Transfer) metody. Cílem disertační práce je vypracovat metodický postup eliminující ovlivnění a degradaci mechanických vlastností svarového spoje v porovnání s konvenčními tavnými metodami svařování. Získaná metodika bude odzkoušena a aplikována ve výrobním procesu. 9. Nízkoteplotní opravy creepově odolných turbínových komponent Anotace: Při výrobě dílčích creepově odolných turbínových komponent dochází ke vzniku vad, které se zpravidla projeví až při aplikaci finálních technologických operací (obrábění, svařování, tepelné zpracování), případně až při provozním zatížení. Oprava takových vad je specifická v tom, že již není možné z důvodu deformací a okujení finálně obrobených ploch použít při tepelném zpracování vysoké teploty standardně požadované pro tyto materiály. Cílem práce je proto nalézt a odzkoušet takové metodické postupy oprav, při kterých zůstanou zachovány požadované vlastnosti základního materiálu i místa opravy, při eliminaci deformací a lokálních špiček zbytkových napětí v opravovaném dílu. 10. Vliv aplikace teplotních cyklů při svařování na únavovou životnost spojů Anotace: Mnoho svařovaných konstrukcí z oblasti pozemní dopravy, energetiky, chemického a petrochemického průmyslu jsou při svém provozu dynamicky zatěžovány. Jde především o klasickou nízko a vysoko cyklovou únavu (pozemní doprava) a nízko cyklovou a teplotní únavu (energetika). Svary se v těchto případech chovají jako vruby. Cílem práce je stanovit přesnější metodiku řešení únavového procesu svařovaných 3 prof. Ing. Iva Nová, CSc.

4 konstrukcí s vlivem uvažování použité technologie svařování, tzn., degradací materiálu teplotními cykly, ale také zbytkovým napětí a změnami lokálních materiálových vlastností. Pozornost bude věnována zejména vlivu tvaru vytvořeného svaru a hodnotě vneseného tepla na jednotku délky svaru. 11. Possibilities of using interlayers during diffusion welding Annotation: The creation of heterogeneous joints in materials with different physical and mechanical properties is always problematic. One of the methods by which can be achieved very good results is a diffusion welding. The aim of dissertation is to find and describe the right process of creating the heterogeneous joint with the aid of diffusion welding. During welding of some material combinations there should be achieved intermetalic phases on the boundary between materials. With the help of different interlayers, there is possible to achieved much better mechanical properties of joints. 12. Hliníkově pěny a jejich vývoj Anotace: Disertační práce se zabývá možnostmi zpracování slitin hliníku do podoby kovových resp. hliníkových pěn, včetně hodnocení jejich vlastností a následné možnosti jejich uplatnění v průmyslové praxi. Klíčová slova: hliníkové pěny, slitiny hliníku, zpracování slitin hliníku. 13. Sledování tepelně- fyzikálních veličin slévárenských forem s ohledem na jejich využití při numerických simulací slévárenských procesů Anotace: Disertační práce se zabývá možnostmi a reálným měřením tepelně - fyzikálních veličin slévárenských forem potřebných při numerických simulací slévárenských procesů za účelem jejich zpřesnění a optimalizací jejich výsledků. Následné ověření výsledků bude realizováno v simulačním programu Magma5. Klíčová slova: simulace, tepelně- fyzikální veličiny, Magma5 14. Numerical modeling of squeeze casting technology Annotation: The dissertation deals with casting technology with crystallisation under pressure, its problems and aspects. It also deals with numerical modeling of these processes and comparison of experimentally cast samples with simulation results. Key words: simulation, squeeze casting, crystallization 15. Výzkum použití polymerů při konstrukci vstřikovacích forem Anotace: Cílem disertační práce bude snaha o začlenění tvarových částí forem z polymerních materiálů při konstrukci vstřikovacích forem pro výrobu malých sérií s vyhodnocením konečných a užitných vlastností takto vyrobených dílů. 4 prof. Dr. Ing. Petr Lenfeld

5 16. Influence of mold surface roughness on followed processes Annotation: Study of the different surfaces influence of molded parts for following processes (painting, bonding). prof. Dr. Ing. Petr Lenfeld 5