1. Razvoj sferičnega magnetoreološkega aktuatorja za haptične aplikacije : doktorska disertacijaJakob Vizjak, 2024, doktorska disertacija Opis: V doktorski nalogi je obravnavana problematika razvoja sferičnega aktuatorja, ki za svoje
delovanje izrablja magnetoreološki pojav magnetne tekočine. Gre za močno povišanje
viskoznosti pod vplivom magnetnega polja. Predvidena končna uporaba aktuatorja je v
haptičnih aplikacijah. Aktuator je sestavljen kot krogelni sklep statorja z votlino in
sferičnega rotorja, na katerega je pritrjena krmilna palica. V stator je vgrajena tuljava za
vzbujanje magnetnega polja. Razvoj aktuatorja je potekal v več korakih. Prvi je bil sestava
osnovnega tridimenzionalnega modela aktuatorja s parametriziranimi dimenzijami glede na
določene mehanske in magnetne zahteve. Določeni so bili štirje prosti parametri (s
postavljenimi spodnjimi in zgornjimi mejami). Njihove vrednosti so bile poiskane v drugem
koraku razvoja. To je bila optimizacija geometrije modela. Za ta namen je bila formirana
ciljna funkcija, z minimizacijo katere so bile poiskane vrednosti prostih parametrov. Ciljna
funkcija je bila postavljena tako, da je bila iskana rešitev, ki zagotavlja maksimalen navor
ob čim manjših dimenzijah aktuatorja in ustreznih magnetnih razmerah, na ključnih mestih
v aktuatorju. Za optimizacijo je bil uporabljen algoritem diferenčne evolucije. Sestava
modelov in optimizacija sta bila izvedena s kombinacijo programskih orodij Simulia Opera
in Matlab. V tretjem koraku je bila na podlagi rezultatov optimizacije opravljena numerična
analiza optimiziranega modela. Pri tem je bila izračunana odvisnost zavornega navora
aktuatorja v odvisnosti od toka skozi tuljavo. Četrti korak je bil prilagoditev
tridimenzionalnega modela možnostim fizične izvedbe aktuatorja. Osnova za prilagojen
model je bil predhodno izračunan optimiziran model. Na prilagojenem modelu je bila
izvedena numerična analiza za določitev odvisnosti zavornega navora od toka skozi tuljavo.
Na podlagi prilagojenega modela je bil v petem koraku izdelan fizični prototip. V zadnjem
koraku so bile nad prototipom izvedene meritve odvisnosti navora od toka skozi tuljavo
aktuatorja. Rezultati meritev so bili primerjani z rezultati numeričnih analiz na prilagojenem
modelu. Ključne besede: Magnetoreološka tekočina, sferični aktuator, haptični vmesnik, metoda
končnih elementov (MKE), krmilna palica, diferenčna evolucija (DE) Objavljeno v DKUM: 01.10.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 36
Celotno besedilo (6,94 MB) |
2. Design and optimization of a spherical magnetorheological actuatorJakob Vizjak, Anton Hamler, Marko Jesenik, 2023, izvirni znanstveni članek Opis: Recently, an increasing number of electromagnetic devices have been using smart fluids. These include ferrofluids, electrorheological fluids, and magnetorheological (MR) fluids. In the paper, magnetorheological fluids are considered for use in a spherical actuator for haptic applications. An approach is presented to the design and optimization of such a device, using finite element method modelling linked with differential evolution (DE). Much consideration was given to the construction of the objective function to be minimized. A novel approach to objective function assembly was used, using reference values based on the model design and created with parameters set to the midpoint values of the selected range. It was found to be a useful strategy when the reference values are unknown. There were four parameters to be optimized. Three of them gravitated towards the boundary value, and the fourth (actuator radius) was somewhere in between. The value of the objective function reached a minimum in the range of actuator radius between 42.9880 mm and 45.0831 mm, which is about a 5% difference in regard to the actuator radius. Three passes of optimization were performed with similar results, proving the robustness of the algorithm. Ključne besede: magnetorheological fluid, finite element method, FEM, optimization, differntial evolution, DE, actuator Objavljeno v DKUM: 22.05.2024; Ogledov: 173; Prenosov: 16
Celotno besedilo (4,69 MB) Gradivo ima več datotek! Več... |
3. Materiali z magnetokaloričnimi lastnostmi in njihova uporaba. : diplomsko deloAnže Ozimek, 2022, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu so predstavljeni materiali z magnetokaloričnimi lastnostmi ter njihova uporaba. V začetnem delu diplomske naloge je na kratko opisana zgodovina takšne tehnologije. V nadaljevanju so predstavljeni osnovni zakoni, ki so potrebni za delovanje magnetokaloričnega efekta. Podrobneje je opisan magnetokalorični efekt, kaj je za njega značilno ter kakšna je njegova uporaba. Podrobneje so opisani magnetokalorični materiali ter njihova funkcija. Opisano je tudi toplotno črpanje z uporabo magnetokaloričnega efekta. Naštete so prednosti in slabosti magnetnega hlajenja, toplotnega črpanja z uporabo magnetokaloričnega efekta ter magnetokaloričnih materialov. Opisano je tudi trenutno svetovno stanje hladilne industrije ter magnetnega hlajenja, kaj so pričakovanja za tovrstno tehnologijo in morebitne izboljšave. Ključne besede: magnetokalorični materiali, magnetokalorični efekt, aktivni magnetni regenerator, magnetno hlajenje Objavljeno v DKUM: 21.10.2022; Ogledov: 509; Prenosov: 39
Celotno besedilo (1,98 MB) |
4. Nadzor temperature v posodi na indukcijskem kuhališču : diplomsko deloLeon Ocepek, 2022, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu smo z namenom hitrejšega zaznavanja spremembe temperature v posodi na temperaturni NTK senzor, ki je nameščen na sredini posamezne tuljave, dodali temperaturno prevodno ploščico. Pri izbiri materiala, debeline in oblike smo morali biti pozorni, da je iz nemagnetnega materiala, da dobro prevaja toploto in da se v ploščici med segrevanjem posode inducira čim manj vrtinčnih tokov. Pomembna je tudi namestitev toplotno prevodne ploščice z namenom čim boljšega termalnega stika ploščice z NTK senzorjem in steklom, zato smo v diplomskem delu preizkusili več različnih postavitev ploščice na NTK senzor z uporabo toplotno prevodne paste, termalne blazinice in lista sljude. Z izboljšanim zaznavanjem temperature v posodi smo napisali tudi avtomatske algoritme za segrevanje vodnih jedi, topljenje, taljenje in pečenje hrane. Ključne besede: nadzor temperature, indukcijsko kuhališče, toplotno prevodna ploščica, prenos toplote Objavljeno v DKUM: 21.01.2022; Ogledov: 1290; Prenosov: 0
Celotno besedilo (3,70 MB) |
5. |
6. Izračun in analiza sile na pomični del izmeničnega kontaktorja : diplomsko deloVito Raduha, 2020, diplomsko delo Opis: V diplomski nalogi je opisana primerjava med fizičnim kontaktorjem in dvema kontaktorjema s spremenjeno geometrijo. Z modifikacijo dveh kontaktorjev je prikazan vpliv sile brez kratkostičnega obroča in s povečanim kratkostičnim obročem. Z numerično analizo ugotovimo, ali lahko s spremembo kratkostičnega obroča izboljšamo vpliv sile na pomični del kontaktorja. Za modeliranje in izračun je izbran program Flux 3D, ki omogoča natančne izračune in hitro analiziranje rezultatov. Ključne besede: izmenični kontaktor, magnetne razmere, sile. Objavljeno v DKUM: 12.11.2020; Ogledov: 1035; Prenosov: 53
Celotno besedilo (2,68 MB) |
7. Zamenjava nemagnetnega materiala pokrova nv talilne varovalke z magnetnim materialom : diplomsko deloŽiga Radovanović, 2020, diplomsko delo Opis: Diplomsko delo opisuje preizkuse varovalk tipa NV po predpisanem standardu IEC 60296. Predstavljeni so vsi preizkusi danega standarda, podrobneje opisani pa so trije, ki so se tudi opravili. Opisani so vsi tipi varovalk, sestava ter prednosti in slabosti pa so predstavljene za obravnavane varovalke tipa NV1C. Opravil sem test merjenja temperature in izgubnih moči, test za IN tok in If tok. Vsi rezultati so bili pozitivni in opazil sem razliko med varovalkami z železnim pokrovom in varovalkami z aluminijastim pokrovom. Predstavljena je tudi simulacija, ki je bila izvedena v programu Comsol Multiphysics. Podane so izgubne moči ter razlike pri segrevanju varovalk. Rezultati so primerljivi z realnimi. Ključne besede: NV varovalke, simulacije, testni preizkusi, izgube Objavljeno v DKUM: 04.11.2020; Ogledov: 842; Prenosov: 100
Celotno besedilo (3,03 MB) |
8. Načrtovanje sistema za medicinsko hipertermijo s pomočjo magnetnih nanodelcev : magistrsko deloJure Prelogar, 2020, magistrsko delo Opis: Namen magistrske naloge je načrtovati sistem za medicinsko hipertermijo, ki bi ga lahko uporabili pri procesu zdravljenja rakavih obolenj. V prvem delu naloge je predstavljena teorija in uporaba magnetnih tekočin. V drugem delu so podane osnove medicinske hipertermije ter pregled trenutnega stanja na področju medicinske hipertermije. Prav tako je narejena analiza, kako različne veličine vplivajo na grelno moč magnetne tekočine. V zadnjem delu naloge je predstavljen izbrani sistem za izvajanje medicinske hipertermije. Opisani so postopki in izračuni, ki so pripomogli k izbiri, ter rezultati računalniških simulacij. Ključne besede: medicinska hipertermija, magnetne tekočine, magnetne izgube, SAR Objavljeno v DKUM: 03.11.2020; Ogledov: 953; Prenosov: 58
Celotno besedilo (2,59 MB) |
9. |
10. Izračun oblike proste površine magnetne tekočine v homogenem magnetnem polju : doktorska disertacijaMislav Trbušić, 2020, doktorska disertacija Opis: Doktorska naloga obravnava problematiko izračuna oblike proste površine magnetne tekočine v homogenem in statičnem magnetnem polju. Če magnetno tekočino, ki je stabilna koloidna suspenzija magnetnih nanodelcev, izpostavimo zunanjemu magnetnemu polju, ki presega določeno kritično vrednost, se bodo na prosti površini tekočine ustvarile konicam podobne oblike. Razporeditev in višina konic bo odvisna od jakosti magnetnega polja, kot tudi od lastnosti tekočine. V nalogi sta teoretično in numerično obravnavana dva primera, in sicer primer osamljene konice v dvodimenzionalni osno simetrični postavitvi ter centralne konice v heksagonalnem periodičnem vzorcu, ki je vpeta v tri-razsežnostni prostor. V prvem primeru je vodilna enačba magnetno razširjena nelinearna Young-Laplaceova enačba, pri tem obliko proste površine opisuje polinomska funkcija v valjnem koordinatnem sistemu. Drugi primer temelji na energijskem funkcionalu, ki zajema magnetno, gravitacijsko in površinsko energijo. V tem primeru je površina aproksimirana z valovnimi funkcijami oziroma z vsoto treh ravninskih valov, katerih valovni vektorji so v kartezičnem koordinatnem sistemu krajevno premaknjeni za 2/3. Računska strategija je zastavljena na način, da se najprej ovrednoti magnetno polje v prostoru, za kar je uporabljena metoda končnih elementov in nato deformacija proste površine, pri tem je v slednjem postopku naloga zastavljena kot optimizacijski problem, ki se v primeru osamljene konice v 2D prostoru rešuje s pomočjo algoritma diferenčne evolucije, v primeru centralne konice v heksagonalni razporeditvi pa z uporabo kombinacije algoritma diferenčne evolucije in Ritzove metode. Rezultati numeričnega modela deformacije proste površine magnetne tekočine so primerjani z računskimi in merjenimi vrednostmi, ki so dostopne v literaturi, saj zadovoljivih meritev ni bilo možno izvesti. Eksperimentalno in numerično je bila ovrednotena razporeditev magnetnega polja v ravnini nad konicami magnetne tekočine, s čimer je bilo potrjeno teoretično predvidevanje, da je razporeditev magnetnega polja nad tekočino podobna razporeditvi konic na prosti površini. Ključne besede: Rosensweigova nastabilnost, heksagonalna razporeditev, ferofluid, metoda končnih elementov (MKE), diferenčna evolucija (DE), energijski funkcional, Young-Laplaceova enačba, Ritzova metoda Objavljeno v DKUM: 11.08.2020; Ogledov: 1699; Prenosov: 255
Celotno besedilo (4,84 MB) |