2018
Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 5 of 42
- ItemVývoj algoritmu pro automatickou charakterizaci vzorku na základě dat získaných spektroskopií laserem indukovaného plazmatu (LIBS)(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Klus, Jakub; Kaiser, Jozef; Černohorský,, Tomáš; Veis,, PavelPředkládaná práce se zabývá teoretickými a praktickými předpoklady pro automatickou charakterizaci vzorků pomocí spektroskopie laserem indukovaného plazmatu (LIBS). V práci jsou popsány základní aspekty interakce laseru a látky, rozpínání plazmatu a podstata jeho záření. Popis záření plazmatu je dán do kontextu detekce spektra elektromagnetického záření a statistických veličin popisujících plazma. Princip automatické charakterizace se zakládá na znalostech multivariační statistické analýzy, která, v souladu se současnými trendy, představuje stěžejní směr automatické analýzy spekter v LIBS. Naznačené úvahy jsou zúročeny na šesti aplikacích, které jsou reprezentovány komentáři k přijatým vědeckým publikacím.
- ItemPokročilé interferometrické metody pro souřadnicové odměřování(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Holá, Miroslava; Lazar, Josef; Klapetek,, Petr; Mrňa, LiborDisertační práce tematicky spadá do oborů Metrologie délky a Nanometrologie. Nanometrologie se zabývá dimenzionálním měřením mikro a nanostruktur s vysokým prostorovým rozlišením, typicky v řádu nanometrů. Rozvoj tohoto oboru souvisí s rozvojem nanotechnologií, kde se uplatňují měřicí metody kombinující zobrazování pomocí mikroskopických technik s odměřováním s rozlišením a přesností na nanometrové úrovni. K měření rozměrů nanostruktur se zde využívá laserová interferometrie, která je v současné době nejpřesnější měřicí technikou dimenzionálních veličin. Požadavky měření na nanometrové úrovni vedou ke snahám posouvat limity interferometrického rozlišení a přesnosti. Interferometrické odměřování je v přesnosti měření limitováno především vlivem indexu lomu vzduchu. V první části práce je uveden teoretický rozbor jednotlivých části laserového interferometru. Druhá část práce je věnována problematice vlivu indexu lomu vzduchu na interferometrické odměřování a výslednou nejistotu měření. Experimentálně ověřuji koncept kompenzace vlivu indexu lomu vzduchu pomocí stabilizace vlnové délky laserového zdroje na mechanickou referenci. V prvním případě se jedná o interferometr se stojatou vlnou vybuzenou v pasivním rezonátoru s odměřováním polohy pomocí unikátního transparentního fotodetektoru, který je schopen detekovat interferenční maxima a minima podél osy svazku v rezonátoru. Dále demonstruji experimentální měřicí sestavu, jejíž předností je sloučení interferometru a refraktometru do jednoho systému. Toto uspořádání eliminuje zdroje chyb způsobené růzností poloh svazku měřicího index lomu (refraktometr) a svazku měřicího vzdálenost (interferometr). Experimentální sestava je využita ke studiu chování proudění vzduchu (okolního prostředí) v závislosti na změně délky měřicích ramen interferometrů. Toto studium je prováděno s důrazem na potenciální aplikace v souřadnicových měřicích systémech v metrologii délky. Stabilizace vlnové délky na mechanickou referenci představuje snížení příspěvku vlivu indexu lomu vzduchu do celkové nejistoty měření o jeden až dva řády. Na základě získaných výsledků navrhuji nová uspořádání interferometrů pro odměřování polohy, kombinující délkovou interferometrii a tracking refraktometr pro on-line kompenzaci fluktuací indexu lomu vzduchu s blízkými svazky. Ve třetí části práce popisuji realizaci interferometrických systémů pro konkrétní aplikace. Pro průmyslové prostředí je určen koncept interferometrické délkové sondy, která umožňuje nanometrové odměřování pomocí zjednodušené konstrukce interferometru. Pro souřadnicové odměřování polohy vzorku až v šesti stupních volnosti jsem realizovala kompaktní modulární interferometrický systém, který je unikátní optickou částí a stabilizovaným laserovým zdrojem. Pro odměřování polohy vzorku v komoře elektronového litografu jsem navrhla a realizovala diferenční interferometr, který pracuje v blízké infračervené oblasti a využívá novou detekční metodu, která byla vyvinuta pro tento systém. Ve čtvrté části uvádím realizaci vysokorychlostního interferometru v diferenčním uspořádání, který umožňuje vyhodnocení vysokocyklové únavy v materiálovém inženýrství. Tento způsob studia vysokocyklové únavy by měl být přínosem jak pro základní výzkum, tak i inženýrskou praxi.
- ItemAnalýza vlivu uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Novák, Kamil; Burša, Jiří; Daniel, Matej; Vimmr, JanTato disertační práce se zabývá Vlivem uspořádání kolagenu na mechanické vlastnosti tepen a je rozdělena do tří nejdůležitějších částí. Motivace pro tuto doktorskou práci byla ve studii revidující vliv modelu materiálu na výsledné napětí v AAA. Určení vlivu modelu materiálu bylo provedeno na 70 geometriích AAA, což o řád přesahuje množství geometrií použitých v jiných publikacích. Byly využity dva modely materiálu, tj. reálný a 100× tužší a výsledné hodnoty napětí byly porovnány. Bylo vyhodnoceno, že v analyzované skupině 70 pacientů existuje ~10 % pacientů, u kterých odchylka maximálního napětí od referenčního modelu přesahuje 20 %. Výsledky napětí mohou tedy být závislé na zvoleném modelu materiálu a je vhodné upřednostnit ten reálný, ačkoliv práce s ním je náročnější. Druhá oblast práce se věnuje identifikaci strukturních parametrů (orientaci a disperzi kolagenních vláken) z prasečí aorty pomocí upraveného algoritmu rychlé Fourierovy transformace. Získané strukturní parametry byly vloženy do dvouvrstvého strukturně motivovaného konstitutivního modelu Martufi-Gasser. Tento model byl validován a měl výborné predikční schopnosti. Nejpodstatnější z analýzy obrazu provedené na ~9000 mikrosnímcích je zjištění, že ve stěně zdravé prasečí hrudní aorty existuje jen jedna rodina kolagenních vláken s rozptylem, což boří dogma o dvou rodinách kolagenních vláken zavedené ve světové literatuře. Třetí část práce je věnována návrhu automatického algoritmu pro detekci lokálních směrů kolagenních vláken ze snímků pořízených pomocí polarizované mikroskopie na základě fázové korelace obrazu. Navrhnutý algoritmus byl verifikován a validován. Výsledkem algoritmu jsou histogramy orientací obsahující nesrovnatelně větší množství bodů, než umožňují jakákoli manuální měření. Limitací u původního algoritmu byl rozsah úhlů 0°–90° na základě principiálních omezení periodou intensity samotné polarizované mikroskopie. Závěr práce je věnován rozšíření zmíněného algoritmu na rozsah úhlů 0°–180°. Za tímto účelem bylo změněno nastavení mikroskopu a algoritmus byl podle tohoto nastavení přeprogramován. Původní i nový algoritmus jsou velmi rychlé, přesné a specifické pro opticky dvojlomné struktury. I přes veškerou snahu autora této dizertační práce zůstává otázka automatického měření vlnitosti kolagenních vláken přímo z výsledných histogramů zatím ve stádiu výzkumu.
- ItemNejistota měření přetvoření a mechanického napětí pomocí odporových tenzometrů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Dokoupil, Pavel; Habán, Vladimír; Vlk, Miloš; Koška, PetrPráce se zabývá stanovením nejistoty měření přetvoření a mechanického napětí pomocí odporových tenzometrů. V práci jsou uvedeny dvě metody pro stanovení nejistoty měření. Metody GUF a MMC jsou následně aplikovány na měření prováděná odporovými tenzometry. Stanovení nejistoty měření bylo provedeno pro přetvoření měřené jednoosými a dvojosými tenzometry. Nejistota mechanického napětí byla stanovena pro jednoosé tenzometry, kříže a růžice. Pro měřené přetvoření a vypočtené mechanické napětí byly vytvořeny universální matematicko–technické modely, které lze následně aplikovat na standardní i speciální měření, jako jsou vysokoteplotní nebo měření v radiačním poli. Jednotlivé dílčí složky nejistoty přetvoření a mechanického napětí jsou rozebrány z hlediska velikosti chyby a tvaru pravděpodobnostní funkce, které mohou nabývat. Největší důraz byl kladen na chyby ovlivňující měřené přetvoření, jako jsou vlastnosti tenzometru, instalace a provozní vlivy, vnější a časové vlivy a vliv měřeného objektu. Chyby ovlivňující mechanické napětí jsou uvedeny a rozebrány dvě, a to chyba modulu pružnosti a chyba Poissonova čísla. Práce je koncipována jako souhrn informací vztahující se k chybám měření pomocí odporových tenzometrů a metod pro stanovení nejistoty měření tak, aby příslušný experimentátor mohl zde obsažené informace a metody aplikovat na příslušná měření. V závěrečných kapitolách jsou pro jednoosou a dvojosou napjatost uvedeny reprezentativní příklady stanovení nejistoty měření napjatosti dle metody GUF a MMC. Dále je proveden experiment, který porovnává naměřené hodnoty přetvoření, mechanického napětí a stanovených nejistot měření z několika různých typů tenzometrů při různých teplotách s teoretickým výpočtem přetvoření a mechanickým napětím. Experiment byl proveden na snímači posuvu, který pracuje na elementárním principu zatížení ohybem.
- ItemZbytková životnost pecí v petrochemickém průmyslu(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Horsák, Libor; Vejvoda, Stanislav; Vincour, Dušan; Lukavský, JiříTato práce se věnuje zbytkové životnosti pecí v petrochemické průmyslu. O této oblasti není k dispozici ucelená publikace. Je vyjmenována a popsána většina hlavních jevů, které je potřeba při určování životnosti zohlednit. Největší pozornost je věnována kumulaci poškození vlivem tečení materiálu (creep), na základě měření na konkrétní peci. Jsou zde popsány některé poruchy pecí, které by mohly způsobit neplánované přerušení provozu, avšak vhodným zásahem se podařilo pece udržet v bezpečném provozu až do plánovaného odstavení pece. Práce neposkytuje ucelenou metodu, jak v praxi dospět k určení zbytkové životnosti pece, ale naznačuje směr, jak by v budoucnu mohla vzniknout komplexní metoda hodnocení zbytkové životnosti pecí v petrochemickém průmyslu.