Notice (8): Undefined index: HTTP_ACCEPT_LANGUAGE [APP/Controller/AppController.php, line 49]
Ústav konstruování - závěrečné práce
Nabídka témat dizertačních prací

    Vypsaná témata disertačních prací

    Výsledky vyhledávání

    Aditivní příprava vysokoteplotních slitin zpevněných disperzí nanočástic
    Additive manufacturing of high temperature alloys strenghten by nanoparticle dispersion

    Cíle práce: Hlavním cílem práce bude vyvinout a optimalizovat parametry 3D tisku precipitačně zpevněných niklových superslitin s přidanými nekoherentními nanočásticemi na boridové bázi a stanovit vztah mezi mikrostrukturou a základními mechanickými vlastnostmi nově připravených slitin. Mezi dílčí cíle práce bude patřit příprava práškových směsí niklových superslitin pomocí tříoseho elektromagnetického vibračního mixéru s odstupňovaným podílem zpevňujících nanočástic. Počítá se s následnou mikrostrukturní analýzou pomocí elektronové mikroskopie a to jak prášků, tak 3D tištěných materiálů před a po jednoosém mechanickém zatěžování za teplot až do 1000 °C.
    • Řešení tématu ve spolupráci s Ústavem fyziky materiálů AV ČR
     Školitel: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.

    Tepelné výměníky s řízenou nerovnoměrností distribuce chladiva
    Heat exchangers with controlled non-uniformity of refrigerant distribution

    Cíle práce: Téma je zaměřeno na vytvoření metodiky navrhování nové generace aditivně vyráběných tepelných výměníků, využívajících strukturované materiály, splňujících veškeré pevností požadavky při minimalizaci hmotnosti a zároveň umožňujících řídit distribuci chladícího média dle potřeb konkrétní aplikace. V rámci řešení tématu se předpokládá úprava stávajících algoritmů multiúrovňové topologické optimalizace pro účely výměny tepla. Algoritmus by měl nově umožňovat vedle změny tuhosti v rámci jedné komponenty také lokální řízení chladícího výkonu. Experimentální vzorky i funkční díly budou realizovány prostřednictvím kovové aditivní technologie SLM a informace o proudění a tepelných vlastnostech struktur budou získány ze spolupráce s Ústavem procesního inženýrství.
    • Spolupráce s EU a UPI na projektech základního i aplikovaného výzkumu
    Školitel: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Ondřej Vaverka

    Digitální dvojče rozhraní kolo-kolejnice
    Digital twin of wheel-rail contact

    Cíle práce: Cílem práce je pomocí experimentálních metod vyvinout model, který bude popisovat třecí chování kontaktu kolo-kolejnice v přítomnosti maziv. Model využije data z reálného provozu k predikci tření v kontaktu, díky čemuž mazací systém pozná, kdy je nutná opětovná aplikace maziva. Výsledek práce bude mít vliv na efektivnější proces mazání kontaktu kola s kolejnicí. Dojde k optimalizaci spotřeby maziva při redukci opotřebení kontaktních těles.
    • Spolupráce na řešení projektu, který využije vyvinutý model pro řízení mazání kontaktu na reálné železniční trati.
     Školitel: doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Daniel Kvarda Ph.D.

    Využití strojového učení při zpracování dat vibrodiagnostiky železničních vozidel
    The use of machine learning in the processing of railway vehicle vibrodiagnostic data

    Cíle práce: Prediktivní identifikace poruch a opotřebení je klíčovým aspektem pro bezpečný a efektivní provoz železničních vozidel. Metody strojového učení jsou využitelné k trénování modelu z dat a zobecňování na doposud nezměřená data. Cílem práce je natrénovat model s využitím strojového učení na datech získaných z podvozku železničního vozidla. Výsledný model poté bude nasazen k prediktivní údržbě železničního podvozku.
    • Spolupráce na řešení projektu, který využije vyvinutý model pro diagnostiku podvozku na železničním vozidle.
     Školitel: doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Daniel Kvarda Ph.D.

    Predikce opotřebení dentálních výplňových materiálů při čištění zubů
    Prediction of wear of dental filling materials during tooth cleaning

    Cíle práce: Výzkum je zaměřen na analýzy opotřebení dentálních výplňových materiálů v důsledku čištění zubů pomocí zubního kartáčku a zubní pasty při každodenní ústní hygieně. Jedná se o experimentální práci, ve které budou diskutovány zejména vlivy materiálu zubní výplně, tvaru zakončení a tvrdosti vláken kartáčku, abrazivity zubní pasty či vliv použití manuálního a elektrického kartáčku. Pozornost bude soustředěna také na efektivitu odstraňování zubního plaku.
    • Spolupráce s kosmetickými firmami SynCare Plus, spol. s r. o. a Nobilis Tilia, spol. s r. o. Spolupráce s výzkumnou skupinou Pokročilé biomateriály na CEITEC VUT v Brně. Ph.D. studium bude probíhat ve formě průmyslového doktorátu.
     Školitel: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Pavel Čípek, Ph.D.

    3D tištěná individualizovaná segmentální kloubní náhrada: biotribologie artikulačního povrchu
    3D printed individualised segmental joint implant: biotribology of articular surface

    Cíle práce: Podstatou výzkumu je tribologický popis chování 3D tištěných individualizovaných implantátů pro lokální náhrady defektů hlavice stehenní kosti. Cílem je navrhnout takový třecí povrch implantátu, který dosáhne velmi nízkého součinitele tření a minimálně opotřebí protilehlou kloubní chrupavku. Jedná se o experimentální práci, kde budou testovány vhodné biokompatibilní materiály jako jsou slitiny titanu vyrobené aditivní technologií Selective Laser Melting, slitiny CoCrMo a moderní biomateriály jako je PEEK či hydrogel. Výsledkem bude prototyp lokálního implantátu určeného pro klinické testy.
    • Spolupráce s 2. lékařskou fakultou Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnicí Motol (prof. Havlas). Spolupráce s Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze (prof. Vojtěch). Spolupráce s výrobcem implantátů ProSpon, spol. s r. o. Zapojení do připravované výzvy projektu Agentury pro zdravotnický výzkum České republiky (AZV).
     Školitel: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
     Školitel specialista: doc. Ing. David Nečas, Ph.D.

    Modelování řídicích prvků hydrostatických ložisek pro zajištění stability mazací vrstvy
    Modelling of hydrostatic bearings control elements to ensure lubrication layer stability

    Cíle práce: Cílem je vyvinout experimentálně ověřený numerický model průtokových regulačních prvků zajišťujících stabilitu tenkých mazacích vrstev hydrostatických uložení.
    • Zapojení do řešení mezinárodního projektu GAČR LA Možnost stáže u spoluřešitele projektu - Gdansk University of Technology
     Školitel: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Michal Michalec, Ph.D.

    3D tištěné kovové kompozity vyztužené 2D nanomateriály pro biomedicínské implantáty nové generace
    3D-printed metal composites reinforced with 2D nanomaterials for next-generation biomedical implants

    Cíle práce: Cílem je výzkum a vývoj nové generace kloubních implantátů s využitím 2D nanomateriálů, které umožnují dosáhnout podmínky superlubricity a zajistit tak správnou funkci náhrady při extrémně nízkém součiniteli tření a téměř nulovém opotřebení. Obecně se předpokládá, že 2D materiály představují milník v mnoha inženýrských oblastech, přičemž biomedicínské inženýrství není výjimkou. Předpokládá se spolupráce jak s akademickou, tak komerční sférou, přičemž výstupem bude implantát nové generace, který bude splňovat požadavky biokompatibility a bude tak vhodný ke klinickým testům.
    • Spolupráce s Pontifical Catholic University of Chile, zahraniční stáž.
     Školitel: doc. Ing. David Nečas, Ph.D.
     Školitel specialista: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.

    Mazání kontaktů s reálnou konformitou pomocí plastických maziv
    Lubrication of contacts with real conformity by greases

    Cíle práce: Cílem práce je zjistit pomocí experimentů a modelování vliv konformity kontaktu a vlastností maziv na množství maziva dostupného pro mazání bodových kontaktů s konformitou blízkou reálným aplikacím.
    • Spolupráce s výrobci ložisek a průmyslovými partnery
     Školitel: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Petr Šperka, Ph.D.

    Mazání bodových kontaktů pomocí přírodních maziv
    Lubrication of point contacts with natural lubricants

    Cíle práce: Cílem práce je popsat formování mazacího filmu a tření v bodových kontaktech mazaných pomocí přírodních mastných kyselin a jiných látek používaných jako aditiva.
    • Stáž na prestižní zahraniční univerzitě
     Školitel: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Petr Šperka, Ph.D.

    Modely tření rozhraní z technických plastů
    Friction models of interfaces from engineering plastics

    Cíle práce: Cílem práce je popsat principy tření a vytvořit metodologii modelování statického a kinetického tření v kontaktech tuhých těles s povrchovými nerovnostmi a technických plastů. Práce kombinuje MKP modelování s experimenty.
    • Spolupráce s průmyslovými partnery v dané oblasti
    Školitel: prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Petr Šperka, Ph.D.

    Vývoj magnetoreologického systému tlumení rázových dějů pro armádní aplikace
    Development of a magnetorheological shock attenuation system for military applications

    Cíle práce: V armádních aplikacích je důležitým požadavkem efektivní utlumení rázového zatížení. Může se jednat o tlumení zákluzů děl, tlumení sedaček při výbuchu či pádu stroje, a další. Publikované práce ukazují, že nasazení magnetoreologického (MR) systému odpružení spolu se semi-aktivním řízením může být významný posunem v této oblasti. Pro tyto aplikace je typické, že se pístové rychlosti pohybují v jednotkách m/s a dosahuje se vysokých tlumících sil. Jedná se tedy o poměrně extrémní pracovní podmínky pro tlumiče. Těžiště práce bude zejména v oblasti popisu chování MR kapaliny ve vysokých rychlostech a následná aplikace těchto poznatků do konstrukce magnetoreologického tlumiče. Důležitou oblastí bude i problematika návrhu senzorů a způsobu řízení. Cílem práce tedy bude vývoj a experimentální ověření MR systému odpružení pracujících za vysokých pístových rychlostí.
    • Aktuální problematika řešená ve spolupráci s průmyslovým partnerem Excalibur arms a v rámci výzkumného projektu Evropské obranné agentury.
     Školitel: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

    Výzkum vzniku a šíření hluku v kolejové dopravě
    Research on noise generation and propagation in rail transport

    Cíle práce: Hluk vznikající za provozu kolejových vozidel je stále aktuálním společenským problémem. Jedním z hlavních zdrojů silných hlukových projevů je kontakt kola a kolejnice. V případě nepřiznivých provozních podmínek může dojít k nadměrnému příčnému rozkmitání kola, které vede k vyzáření silného akustického signálu. Ačkoliv již byly popsány některé hypotetické mechanismy, jak hluk v kontaktu kola a kolejnice vzniká, stále nebyla celá řada jevů uspokojivě prozkoumána. Zejména v souvislosti s moderním přístupem řízení adheze na rizikových traťových úsecích díky aplikaci tekutých či pevných látek na povrch či boky kolejového svršku. Cílem práce je zkoumání vlivu provozních podmínek v modifikovaném kontaktu na výskyt nežádoucího hluku a jeho šíření do okolí.
    • Aktuální problematika řešená ve spolupráci s Dopravním podnikem města Brna.
     Školitel: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Daniel Kvarda Ph.D.

    Pokročilá diagnostika ložisek pro větrné elektrárny
    Advanced bearing diagnostics for wind farms

    Cíle práce: Větrné elektrárny (VE) jsou jedním z celosvětově rozšířených alternativních zdrojů elektrické energie. Snaha o maximalizaci účinnosti elektrárny vede k vysokým nárokům na konstrukci a zároveň je požadována vysoká spolehlivost všech konstrukčních částí. Mezi kritické součásti patří zejména ložiska hnacího ústrojí. Vzhledem k časově proměnlivému zatížení je obtížné stanovit spolehlivě jejich životnost a zároveň je třeba zabránit jejich havárii za provozu, neboť může dojít k poškození celé turbíny a vysokým škodám. Cílem práce je vývoj pokročilé prediktivní diagnostické metody pro sledování technického stavu ložiska VE s využitím metod nedestruktivního testování.
    • Spolupráce s průmyslovým partnerem - výrobce techniky pro nedestruktivní testování DAKEL.
     Školitel: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. František Vlašic, Ph.D.

    Vývoj měřicího systému pro monitoring a ochranu rostlin
    Development of the measuring system for monitoring and protection of plant grow

    Cíle práce: Trend efektivního využívání přírodních zdrojů ovlivňuje celou řadu odvětví, mezi které patří také zemědělství. Pro správný růst rostlin je nutné zvolit vhodně způsob zavlažování tak, aby nedocházelo k nedostatečnému zalití, či naopak přelití rostliny a případnému plýtvání vodou. K rozhodnutí, zda rostlina potřebuje zálivku je třeba znát její aktuální kondici. Jak ukázaly předchozí výzkum, kondici rostliny lze spolehlivě monitorovat s využitím metody akustické emise (AE), která vznikla jako citlivá metoda pro diagnostiku únavového poškození ložisek. Na základě dat získaných ze snímačů AE lze rozhodovat o zálivce a případně i dávkování dalších půdních živin apod. K rozhodnutí lze využít také řízení s pomocí AI. Automatizované řízení pak lze užít pro automatizované zavlažovací systémy skleníků či např. pro hydroponii apod. Cílem práce je pak vývoj vhodné měřicí metody, které dovolí spolehlivý monitoring a vývoj algoritmu pro hodnocení získaných dat.
    • Spolupráce s výrobcem měřicí techniky DAKEL a firmou Compactive, s.r.o., která vyvíjí smart zavlažovací systémy.
     Školitel: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. František Vlašic, Ph.D.

    3D tisk magnetických obvodů
    3D metal printing of magnetic circuits

    Cíle práce: Cílem tématu je výzkum a vývoj strukturovaných magnetických obvodů vyráběných metodou 3D tisku. Konstrukce magnetických obvodů bude založena na patentované technologii odboru Technické Diagnostiky (EP3373311). Tato technologie umožní vývoj vysoce efektivních magnetických obvodů. Vývoj lze směřovat do několika oblastí jako například elektromagnetické aktuátory, ventily či senzory.
    • Předpokládá se spolupráce na vývoji s komerčním partnerem z oblasti vývoje a výroby magnetických obvodů. S tímto tématem je i spojena možnost stáže na TU Dresden (Německo) a University of Edinburgh (Velká Britanie).
    Školitel: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

    4D tisk magneticky aktivních elastomerů
    4D printing of magnetically active elastomers

    Cíle práce: V současné době probíhá intenzivní výzkum a vývoj v oblasti magneticky aktivních elastomerů či hydrogelů, které je možné vyrobit za pomocí tzv. 4D tisku. 4D tisk je nová a zcela unikátní technologie, která umožní tisknout dynamické 3D struktury schopné měnit svůj tvar v průběhu času. Cílem tohoto tématu je vývoj zařízení a metodiky 4D tisku magneticky aktivních elastomerů a hydrogelů. Součástí práce bude i aplikace této technologie na problematiku mikro robotiky.
    • S tímto tématem je i spojena možnost stáže na TU Dresden v týmu Dr. Borina či stáž na Malaysia-Japan technologickém institutu v týmu prof. Mazlana.
    Školitel: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.

    Pokročilé odpružení sjezdového kola
    Advanced downhill bike suspension

    Cíle práce: Cílem práce bude vývoj systému inteligentního odpružení horských elektrokol. Současné komerčně nabízené elektricky řízené systémy odpružení na kolech nevyužívají potenciál rychlé semiaktivní regulace. Současné systémy tak pouze umožňují automatické ovládání ventilů, které se u starších modelů musely nastavovat ručně. Kvalitou jízdy ale tyto elektricky ovládané tlumiče nejsou schopny zajistit lepší jízdní vlastnosti. Rychlé semiaktivní tlumení s magnetoreologickými tlumiči umožňuje kvalitativní posun v dosažitelném pohodlí jízdy a přítlaku kola na vozovku. V současnosti probíhá vývoj demonstrátorů jednotlivých komponent. Tyto komponenty ale bude nutné integrovat do celého funkčního systému a experimentálně ověřit funkčnost. Těžiště práce bude zejména ve zjištění omezujících vlastností reálných prvků systému (tlumiče, senzory atd.) a následnému návrhu optimálního řízení systému.
    • Předpokládá se spolupráce s komerčním partnerem z oblasti výroby horských kol a jejich odpružení.
     Školitel: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

    Elektromotory pro aerospace
    Energy efficient electric motors

    Cíle práce: Cílem tématu je vývoj konstrukce elektromotoru za pomocí strukturovaného magnetického obvodu vyrobeného metodou 3D kovového tisku. Předpokládá se, že vhodná konstrukce strukturovaného magnetického obvodu by měla zvýšit účinnost elektromotoru, snížit jeho hmotnost a zároveň zlepšit chlazení. Konstrukce magnetického obvodu bude založena na patentované technologii odboru Technické Diagnostiky (EP3373311).
    • Předpokládá se spolupráce na vývoji s komerčním partnerem z oblasti vývoje a výroby magnetických obvodů. S tímto tématem je i spojena možnost stáže na TU Dresden (Německo) a University of Edinburgh (Velká Britanie).
     Školitel: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.

    Snížení opotřebení železničního podvozku za pomocí elektronického odpružení
    Reducing wear on railway bogies using electronic suspension

    Cíle práce: Cílem tématu je vývoj elektronicky řízeného systému odpružení železniční jednotky snižující opotřebení podvozku a infrastruktury. Součástí práce je experimentální ověření přínosu tohoto systému za pomocí měřícího dvojkolí na železniční jednotce InterPanter.
    • Práce na projektu API Proof of Concept ve spolupráci s firmou Strojírna Oslavany a spolupráce s firmou Škoda Transportation.
    Školitel: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Filip Jeniš, Ph.D.

    Emise částic z rozhraní kolo-kolejnice
    Particle emissions from the wheel-rail interface

    Cíle práce: Práce se věnuje experimentálnímu výzkumu emisí pevných částic z rozhraní kolo-kolejnice, vnikajících zejména při aplikaci maziv a materiálů pro obnovu trakce nebo v důsledku opotřebení. Cílem je popsat kritické faktory ovlivňující jejich vznik a působení na okolí a navrhnout vhodná opatření.
    • Vysoce aktuální téma kombinující laboratorní a traťové testy.
     Školitel: doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Radovan Galas, Ph.D.

    Zpracování pokročilých materiálů technologií Electron Beam Melting
    Processing of advanced materials by Electron Beam Melting

    Cíle práce: Cílem práce je pomocí elektronového svazku ve vakuu ověřit možnosti a strategie zpracování materiálů typu wolfram, tantal, měď nebo intermetalických slitin TiAl a zhodnotit jejich použitelnost v průmyslových aplikacích.
    • Spolupráce na vývoji zařízení se startup společností BeamShape, s.r.o.
     Školitel: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Martin Malý, Ph.D.

    Voda jako spouštěč problémů s nízkou adhezí mezi kolem a kolejnicí
    Water as a trigger for low adhesion problems between wheel and rail

    Cíle práce: Cílem práce je poskytnout experimentální důkaz o přechodovém chování kontaktu kola a kolejnice při kontaminaci vodou a dalšími materiály a vysvětlit povahu tohoto jevu na základě optického pozorování kontaktu. Důraz je kladen na popis rozsahu tohoto problému ve smyslu provozních podmínek a parametrů kontaminantů. Výsledky budou porovnávány se simulacemi partnerské organizace.
    • Cílem práce je poskytnout experimentální důkaz o přechodovém chování kontaktu kola a kolejnice při kontaminaci vodou a dalšími materiály a vysvětlit povahu tohoto jevu na základě optického pozorování kontaktu. Důraz je kladen na popis rozsahu tohoto problému ve smyslu provozních podmínek a reologických parametrů kontaminantů. Výsledky budou porovnávány se simulacemi partnerské organizace.
     Školitel: doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Radovan Galas, Ph.D.

    Rekonfigurovatelné mechanické metamateriály
    Reconfigurable mechanical metamaterials

    Cíle práce: Cílem práce je pomocí pokročilých metod výpočtového modelování popsat mechanismy cíleně řízených změn morfologie mechanických metamateriálů vlivem změny vnějšího silového působení.
    • Spolupráce s Institute of Lightweight Design and Structural Biomechanics, TU Wien
     Školitel: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Ondřej Červinek, Ph.D.

    Voda jako ekologický prostředek pro úpravu tření mezi kolem a kolejnicí
    Water as an ecological method for friction modification between the wheel and the rail

    Cíle práce: Cílem práce je zkoumat vliv cílené aplikace vody na úpravu tření mezi kolem a kolejnicí s cílem dosažení požadované úrovně tření. Klíčovým aspektem tohoto výzkumu je predikce vlastností reálné třecí vrstvy na kolejnici, která interaguje s aplikovanou vodou.
    • spolupráce s průmyslovým partnerem; testování na trati; výzkumná stáž
     Školitel: doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Radovan Galas, Ph.D.

    Online monitorování LPBF procesu
    Online monitoring of LPBF process

    Cíle práce: Cílem práce je pomocí kontinuálního pozorování procesu laserové fúze práškového lože (LPBF) objasnit souvislosti mezi nastavením procesu (skenovací strategie, výkony rychlosti), defekty a specifickou mikrostrukturou vnikající ve zpracovaném materiálu.
    • Stáž na technické univerzitě v Mnichově
     Školitel: doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.
     Školitel specialista: Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.