Informace o kvalifikační práci Návrh optimalizační metody pro nalezení korelace mezi měřením a výpočtem vlastních frekvencí a vlastních tvarů brzdové soustavy
Tato diplomová práce se zabývá chováním předepjaté dynamické soustavy a problémem kontaktního tření v takovéto soustavě. Je vyvíjena výpočetní metoda, která umožní optimalizovat použitý simulační konečnoprvkový model za pomoci zvolených parametrů. Zvolené parametry definují kontaktní úlohu. Za pomoci jejich definice je možno vypočítat parametrickou citlivostní studii, která slouží k pozdějšímu nalezení optima těchto parametrů za pomoci zvolených optimalizačních metod, jakými jsou například gradientní metody. K posouzení správnosti metody je nutná korelace výpočtu s experimentálními daty. Jako experimentální předloha slouží v tomto případě naměřená funkce frekvenční odezvy simulovaného systému. Tato diplomová práce vznikala v prostředí firmy, jež vyvíjí brzdné systémy v automobilovém průmyslu. Z tohoto důvodu se problém týká optimalizace výpočtu modální analýzy části sestavy brzdy osobního automobilu.
Anotace v angličtině
This master thesis deals with a problem of pre-stressed dynamical system and with a problem of frictional contact in such system. A computational method is developed to optimize used simulation finite element model with a help of defined parameters. These parameters define contact between bodies of simulated assembly. The parameters are contact stiffness. We can than used defined parameters in order to compute parametric sensitivity study, which can be later used for determining of an optimum of these parameters. For this purpose optimization method will be used, specifically gradient based methods. In order to evaluate the correctness of the optimization, we need to correlate simulation data with its experimental original data. Experimental data are in this case impulse frequency response function of simulated system. Out of the reason, that this master thesis was developed in the company which develops car braking systems, the whole problem is simulated on the part of the car brake assembly.
Klíčová slova
Metoda konečných prvků, Modální analýza, Frekvenční přenos, Citlivostní studie, Metamodel, Gradientní metody, Optimalizační metoda
Klíčová slova v angličtině
Finite Element Method, Modal Analysis, Frequency Response function, Senstivity study, Design of experiment, Metamodel of prognosis, Gradient method, Optimization method
Rozsah průvodní práce
96
Jazyk
CZ
Anotace
Tato diplomová práce se zabývá chováním předepjaté dynamické soustavy a problémem kontaktního tření v takovéto soustavě. Je vyvíjena výpočetní metoda, která umožní optimalizovat použitý simulační konečnoprvkový model za pomoci zvolených parametrů. Zvolené parametry definují kontaktní úlohu. Za pomoci jejich definice je možno vypočítat parametrickou citlivostní studii, která slouží k pozdějšímu nalezení optima těchto parametrů za pomoci zvolených optimalizačních metod, jakými jsou například gradientní metody. K posouzení správnosti metody je nutná korelace výpočtu s experimentálními daty. Jako experimentální předloha slouží v tomto případě naměřená funkce frekvenční odezvy simulovaného systému. Tato diplomová práce vznikala v prostředí firmy, jež vyvíjí brzdné systémy v automobilovém průmyslu. Z tohoto důvodu se problém týká optimalizace výpočtu modální analýzy části sestavy brzdy osobního automobilu.
Anotace v angličtině
This master thesis deals with a problem of pre-stressed dynamical system and with a problem of frictional contact in such system. A computational method is developed to optimize used simulation finite element model with a help of defined parameters. These parameters define contact between bodies of simulated assembly. The parameters are contact stiffness. We can than used defined parameters in order to compute parametric sensitivity study, which can be later used for determining of an optimum of these parameters. For this purpose optimization method will be used, specifically gradient based methods. In order to evaluate the correctness of the optimization, we need to correlate simulation data with its experimental original data. Experimental data are in this case impulse frequency response function of simulated system. Out of the reason, that this master thesis was developed in the company which develops car braking systems, the whole problem is simulated on the part of the car brake assembly.
Klíčová slova
Metoda konečných prvků, Modální analýza, Frekvenční přenos, Citlivostní studie, Metamodel, Gradientní metody, Optimalizační metoda
Klíčová slova v angličtině
Finite Element Method, Modal Analysis, Frequency Response function, Senstivity study, Design of experiment, Metamodel of prognosis, Gradient method, Optimization method
Zásady pro vypracování
Pro podporu vývoje nových systémů brzdové soustavy je zásadní dosažení korelace mezi měřením a výpočtem. Pro soustavu o více částech je k dosažení korelace vhodné použít některou z optimalizačních metod.
1) Rešerše a seznámení se se současným stavem problematiky studiem doporučené literatury.
2) Sestavení vhodného matematického modelu.
3) Výběr optimalizační metody a definice parametrů pro optimalizaci.
4) Automatizace optimalizační úlohy.
5) Posouzení odezvy optimalizovaného modelu v porovnání s experimentem na reálném případě.
Zásady pro vypracování
Pro podporu vývoje nových systémů brzdové soustavy je zásadní dosažení korelace mezi měřením a výpočtem. Pro soustavu o více částech je k dosažení korelace vhodné použít některou z optimalizačních metod.
1) Rešerše a seznámení se se současným stavem problematiky studiem doporučené literatury.
2) Sestavení vhodného matematického modelu.
3) Výběr optimalizační metody a definice parametrů pro optimalizaci.
4) Automatizace optimalizační úlohy.
5) Posouzení odezvy optimalizovaného modelu v porovnání s experimentem na reálném případě.
Seznam doporučené literatury
[1] HÖLZ, J. S.. Simulation des dynamischen Verhaltens von gekoppelten elastischen Strukturen mit ausgedehnten rauen Fügestellen. Dissertation. Graz, Technischen Universität, 2009
[2] HORWATH, S.. Theoretische und Experimentelle Bestimmung von Dämpfungseigenschaften in Pkw-Bremssystemen. Masterarbeit. Stuttgart, Universität Stuttgart, 2016
[3] DYNARDO GmbH. Methods for multi-disciplinary optimization and robustness analysis. Issue October 29, Weimar, 2014
[4] ANSYS, Inc. https://ansyshelp.ansys.com
[5] Haupt, R., L., Haupt, S., E., Practical genetic algorithms, ISBN 0-471-45565-2, A Wiley-Interscience publication, 2004
[6] Weise, T., Global Optimization Algorithms - Theory and Application, University of Kassel, 2009, e-book http://www.it-weise.de/
Seznam doporučené literatury
[1] HÖLZ, J. S.. Simulation des dynamischen Verhaltens von gekoppelten elastischen Strukturen mit ausgedehnten rauen Fügestellen. Dissertation. Graz, Technischen Universität, 2009
[2] HORWATH, S.. Theoretische und Experimentelle Bestimmung von Dämpfungseigenschaften in Pkw-Bremssystemen. Masterarbeit. Stuttgart, Universität Stuttgart, 2016
[3] DYNARDO GmbH. Methods for multi-disciplinary optimization and robustness analysis. Issue October 29, Weimar, 2014
[4] ANSYS, Inc. https://ansyshelp.ansys.com
[5] Haupt, R., L., Haupt, S., E., Practical genetic algorithms, ISBN 0-471-45565-2, A Wiley-Interscience publication, 2004
[6] Weise, T., Global Optimization Algorithms - Theory and Application, University of Kassel, 2009, e-book http://www.it-weise.de/
Přílohy volně vložené
CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby je zveřejněn pouze přihlášenému uživateli.