NAGRAJENCI 2018 3. Na poslovno pot ste stopili dokaj mladi. Kaj svetujete mladim, ki se lotijo zagona novega podjetja, na kaj naj bodo pozorni? So finančna sredstva res tista, ki rešijo vse probleme?
6. Investicija v lasten razvoj, v svoje znanje je zagotovo najbolj donosna investicija. Nam lahko zaupate, kaj je bila v vašem pri-
Mislim, da se bomo s tem ukvarjali celo življenje. Še posebej težak je bil prehod čez 50 sodelavcev (v Sloveniji) ter vzpostavitev lastne prodajne mreže. Imamo 15 držav, v zadnjih letih smo ustanavljali 2-3 države na leto. Glede na to, da imajo različne države zelo različne zakonodaje, je bil to res velik podvig. Trenutno z državami v naši lasti pokrivamo več kot 60% svetovnega BDPja.
9. Kakšni so vaši načrti za prihodnost? Moj trden osebni cilj je biti srečen. Izdelava novih rešitev za stranke je strast, ki jo je težko pogasiti. Kljub temu pa je sreča skrita v družini, ki je najbolj pomembna celica obstoja. Prav družini se moram največ zahvaliti za to, da lahko ustvarjam. Pripravila: Andreja Cigale 7
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
V podjetju smo definirali devet osnovnih vrednot, po katerih se ravnamo: poštenost, odgovornost, kvaliteta, pravočasnost, strokovnost, redoljubnost, odzivnost, pomoč sodelavcem ter predanost. Z večanjem podjetja je še toliko bolj pomembno, da vsi zaposleni živijo za ta načela. Največji uspeh je zbrati in vzgojiti naslednike, ki so boljši, kot si sam.
8. Ekipa je zelo pomembna za uspeh, saj so vse prvine podjetnika težko v eni osebi. Pogosto se dogaja, da prihaja do težav znotraj ekipe, ko se le-ta povečuje. Kako ste vi rešili ta problem?
|
5. Vloži svoje srce, um in dušo tudi v najmanjše delo. To je skrivnost uspeha, je dejal Swami Sivananda, hindujski duhovni učitelj. Kaj je vaša skrivnost uspeha?
Vsekakor. Pa se seznam pri tem ne konča. Fizika, matematika, prodaja, marketing, ekonomija, finance, pravo - vse to in še mnogo več so veje, brez katerih v mednarodno uspešnem podjetju ne gre.
2 0 1 8
Zato potrebuješ veliko let oziroma celo nekaj generacij. Sploh v našem poslu moraš uloviti tudi dober čas, saj se podjetja odločajo za menjavo dobavitelja merilnih sistemov v obdobju 10-15 let. Če zamudiš eno leto, potem čakaš naslednjih 14. Biti ob pravem času na pravem mestu s pravimi ljudmi je ključ do uspeha.
7. Dewesoft združuje strokovnjake računalništva, elektrotehnike in strojništva. So pri kreiranju novih idej in tudi pri samem vodenju podjetja pomembni različni profili ljudi?
S T R O J N I Š T V A
4. Mreženje in s tem povečevanje lastne socialne mreže je veščina uspešnih. Kako vam je uspelo splesti pravo mrežo ljudi, na katere se lahko zanesete in so tudi prispevali k vašemu uspehu?
Najboljša investicija je investicija v ljudi, pa naj se gre za inženirje, proizvodnjo, administracijo, prodajo ali marketing. Prav takšna je investicija v Katapult – v bistvu investiramo v človeški kapital, v bazo znanja in idej. Čedalje bolj širimo tudi krog produktnih partnerjev, ki nam dajejo nova znanja, nam neznana in s tem širijo krog storitev in produktov.
A K A D E M I J A
Ne, mi smo začeli z nekaj projekti in lastnimi sredstvi. Vsekakor obstajajo mlada podjetja, ki nujno potrebujejo finančna sredstva, da so lahko uspešna, vendar pa to ni dovolj. Po dvajsetih letih podjetniške poti in po dobrem letu delovanja Katapulta, našega podjetniškega pospeševalnika, verjamem, da je strast do izdelka ali storitve, ki jo ponujaš, recept za uspeh.
meru najboljša investicija, iz katere ste se največ naučili in je bila ključna za vaš uspeh.
NAGRAJENCI 2018
Moj odnos do študentov je bil vedno pozitiven. Skušal sem obravnavano snov predstaviti študentom na čim bolj razumljiv način in na ustrezno visokem nivoju. Na mojih zadnjih predavanjih sem bil res zelo prijetno presenečen, ko sem na mizi pred tablo zagledal nadstropno torto, ki so jo študentke spekle same. Takrat je zadnji del predavanj prešel v prijetno druženje in to mi je ostalo globoko v spominu. Zelo sem bil vesel tega nepričakovanega dogodka, saj sem s tem dobil potrditev, da so bili tudi študentje zadovoljni z mojimi predavanji in mojim odnosom do njih, kar je bilo razvidno tudi iz anonimnih študentskih anket in anonimnih komentarjev na spletnih straneh fakultetnih pedagoških delavcev.
5. Ste energičen in marljiv človek, kar so prepoznali tudi vaši kolegi na Fakulteti za strojništvo. V funkcijo dekana ste bi iz15
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Katedra in Oddelek za letalstvo sta bila organizirana tako, da je imel vsak član svoje zadolžitve, predvsem v okviru posameznega laboratorija. Vodje laboratorijev so samostojno skrbeli za uspešno delo, tako da so bili katedra in oddelek v okviru fakultete uspešni. Moram priznati, da so se vsi člani obeh organizaci-
4. Radi ste opravljali pedagoško delo na fakulteti, se posvečali študentom in jim bili na voljo za dodatna pojasnila ter pomoč. Na vašem zadnjem predavanju pred upokojitvijo so vas študenti še posebej presenetili. Ste bili presenečeni oz. ste kaj takega pričakovali?
|
2. Kot predstojnik Katedre za mehaniko so pod vašim okriljem delovali številni sodelavci, ki ste jim pri svojem delu dopuščali precej proste roke oz. ste želeli, da človek z lastnim trudom pride do določenih spoznanj. Zagovarjate rek, da brez muje se še čevelj ne obuje?
Vsako zadolžitev na fakulteti in tudi sodelovanje z industrijo sem obravnaval z vso odgovornostjo in v skladu s pravili na fakulteti. Včasih je bilo potrebno za dosego svojih ciljev vložiti več, drugič manj truda. Ker sem bil vztrajen in me je delo veselilo, sem večino del opravil uspešno. Po Winstonu Churchillu je morda vsaka ponovitev res dražja, vendar pa se ob ponovni obdelavi neke problematike človek lahko kar precej nauči in drugič takšnih napak ne dela več.
2 0 1 8
Seveda, na sicer majhni gorenjski kmetiji smo morali trdo delati, da smo se lahko preživeli, kar mi je koristilo tudi kasneje pri nadaljnjem šolanju. Ker nobeden od staršev ni hodil na delo, je bil skromen prihodek le iz pridelka na kmetiji. Po šoli sem moral vedno pomagati staršema na kmetiji, učil sem se lahko šele, ko je napočil mrak in ob nedeljah. Poletnih počitnic nisem poznal, plavati sem se naučil v bližnji reki Savi. Trdo delo mi je tako prišlo v kri, tako da se sčasoma nisem več niti zavedal, da trdo delam.
3. »Zgodovina se ponavlja, toda vsaka ponovitev je dražja,« je rekel Winston Churchill. V dolgoletni karieri ste doživeli marsikatero preizkušnjo – kako bi komentirali to izjavo iz svojih izkušenj.
S T R O J N I Š T V A
1. Prihajate z Gorenjske, kjer ste odraščali in si tudi ustvarili svoj lasten dom. Regija ponuja ogromno lepot, a to razgibano hribovito področje zahteva trdo delo, katerega ste izkusili že v otroštvu. Ali je to področje vplivalo na vas in na vaše delo?
jskih enot kar trudili, tako da je rek brez muje se še čevelj ne obuje kar ustrezen.
A K A D E M I J A
Jugoslavije je prejemnik več priznanj za sodelovanje na mašinijadah. V posebno veselje pa mu je nagrada, ki jo je prejel ob 70 obletnici Univerze v Ljubljani od študentov Fakultete za strojništvo. V času dekanovanja se je poleg ostalih dolžnosti, vezanih na vodenje fakultete, zavzemal za sodelovanje s tujimi visokošolskimi ustanovami. Tako je na slovaški Technicki Univerzita v Bratislave, Tehniška fakulteta v Trnavi, leta 2001, prejel medaljo za prispevek k razvoju sodelovanja med ustanovama.
Moč partnerstva
www.litostrojpower.eu info@litostrojpower.eu
Na evropskih temeljih, po vsem svetu Zagotavljamo celovite rešitve za hidroenergetsko opremo, od zasnove do izvedbe na ključ. Opremljamo nove hidroenergetske objekte in posodabljamo obstoječe. LITOSTROJ POWER Litostroj Power Ljubljana | Slovenija
LITOSTROJ POWER Litostroj Hydro Bromont | Kanada
LITOSTROJ POWER ČKD Blansko Engineering Blansko | Češka
LITOSTROJ POWER Cairo Office Kairo | Egipt
LITOSTROJ POWER Hydraulic Research Center Blansko Blansko | Češka
LITOSTROJ POWER ČKD Litostroj Turkey Ankara | Turčija
NAGRAJENCI 2018 nega člana. Je tudi redni član Ruske inženirske akademije (1996), Ruske akademije naravoslovnih znanosti (1997), Inženirske akademije Slovenije (1998), Evropske akademije znanosti in umetnosti (2006) in Evropske akademije znanosti (2010).
2 0 1 8
Na to vprašanje se ne da odgovoriti s preprostim DA ali NE. Mogoče najprej nekaj besed o evropski znanosti. Najbolši pokazatelj stanja v znanosti so Nobelove nagrade in število prebojnih invencij. V obojem je še vedno vodilna ZDA, ampak stanje se v zadnjih letih popravlja. Evropska skupnost povečuje vlaganja v znanost in pospešuje mobilnost strokovnjakov, ki bi naj zagotovila koncentracijo znanj in s tem omogočila vzpostavljanje centrov znanja na izbranih za regijo specifičnih področjih, ki bi bili primerljivi tistim, ki jim imajo v Združenih državah, kot so naprimer Harward, MIT in Clatech, da ostalih ne naštevam.
S T R O J N I Š T V A
Nedvomno! Okolje v katerem človek preživi prva leta svojega življenja, nekje do 12 leta, v veliki meri opredeli nejegove osnovne »kriterije vrednot«, tiste na osnovi katerih se skozi vse življenje odloča »kaj je prav« in »kaj je narobe«. Skupek oziroma povprečje vrednot posamezikov v neki družbi je to, kar bi lahko imenovali »kultura naroda«. Bojim se, da na to pozabljamo, zato menim, da bi morali posvečati več pozornosti prav vzgoji otrok do starosti 12 let in jim zagotoviti čim boljše in čim bolj enakovredne pogoje.
2. Veliko svojega dela ste vložili v znanstveno raziskovanje, se povezovali s tujimi priznanimi inštitucijami, predvsem iz Združenih držav Amerike in Rusije. Glede na to, da ste pri svojem delu dobro spoznali način dela v tujini, me predvsem zanima, ali je evropska, znotraj nje slovenska, znanost konkurenčna svetovni znanosti?
A K A D E M I J A
1. Prihajate iz Prekmurja, kjer ste odraščali. Prekmurje je bilo že v preteklosti povezano s širšim evropskim prostorom. Tudi vi ste človek svetovnih nazorov. Ali je ta pokrajina vplivala na vas in na vaše delo?
no zaznamovalo in vplivalo na mojo strokovno in življensko pot in to v zelo pozitivnem smislu.
|
Menim, da nam v Sloveniji v vsakodnevnem življenju in predvsem v gospodarstvu manjka prav ta »pripadnost« in samozavest, ki jo lahko le občasno zaznamo pri športnih dogodkih, recimo ob izjemnem uspehu naših košarkarjev. Enako pripadni in samozavestni bi morali biti tudi v vseh segmentih družbenega okolja in gospodarstva. To bo nedvomo treba uresničiti, če želimo postati dežela znanja, kot smo zapisali v Strategiji Slovenije 2050. Če sklenem, DA, prekmursko okolje me je nedvom-
Eden izmed ukrepov v tej smeri je (bil) EU instrument Pametne specializacije, ki pa, na žalost, v mnogih EU državah ni bil pravilno implementiran. Denar ni (bil) v zadovoljivi višini usmerjen v vrhunske raziskave, ki bi lahko EU regijo ali državo, to velja za Slovenijo, dvignile na višji strokovni nivo. Tukaj moram ponoviti tisto, kar sem povedal v intervjuju za Svet kapitala, prilogo časnika Delo, to se besede mojega, sedaj že pokojnega, prijatelja profesorja Blinca – »razvoj sveč nikoli be bo vodil do invencije žarnice«. Torej, samo na vrhunski znanosti temelječe invencije in inovacije lahko vodijo do tehnoloških preskokov in gospodarskega uspeha dražave ali regije. Evropa bo morala še veliko postoriti, da nadoknadi zaostanek. Pri tem seveda ne smemo pozabiti na hitro razvijajoče azijske države, od majhnega Singapurja do velike Kitajske. Iz mojih izkušenj je tam, v zadnjih letih, znanje zelo spoštovano, cenjeno in nagrajevano. 19
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
V času moje mladosti so bile ekonomske razmere v Prekmurju slabe, zato nismo živeli v izobilju. Ker ima vsaka palica dva konca, lahko rečem, da je v tistem času prav to pozitivno zaznamovalo vse Prekmurce. Prekmurci »naše generacije« se med sabo podpirajo in si pomagajo. Lahko rečem, da smo Prekmurci v povprečju zelo samozavestni in pripadni Prekmurju, kar izkazujemo tudi s tem, da v komuniciranju med sabo takoj preidemo na svoj v Sloveniji zelo specifični dialekt.
NAGRAJENCI 2018
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Kako je v Sloveniji? Najprej bi želel poudariti, da je kvaliteta slovenske znanosti primerljiva s kvaliteto slovenskega športa, kar potrjuje tudi njen ugled v svetu, slednji je primerljiv tistemu v športu in je precej višji od tistega, ki ga uživa naša industrija. Po drugi strani pa je treba poudariti, da se, vsaj na področju tehnike, nivo znanosti zrcali v tehnološkem nivoju industrije. Torej, nekaj je narobe z mojo trditvijo v prejšnjem stavku. Odgovor se skriva v dobro znanem razkoraku med znanostjo in industrijo. O tem sem obširneje govoril v prej omenjenem intervjuju za časnik Delo, zato tega ne bi ponavljal. Povedal bom le to, da je ta problem neustreznega sodelovanja med akademsko sfero in industrijo treba rešiti, in to takoj. Potrebujmo ustrezne instrumente, ki bodo to zagotovili.
A K A D E M I J A
S T R O J N I Š T V A
2 0 1 8
|
Kratek odgovor na vaše vprašanje glede Slovenije je, da stanje v Sloveniji ni rožnato, daleč od tega. Prav bi bilo, da se vsi odgovorni, v politiki in v gospodarstvu, prično zavedati, da je znanje in samo znanje tisto, ki nas je, simbolično rečeno, “iz votlin v kameni dobi pripeljalo v današnja topla stanovanja”. Brez negovanja in razvijanja znanja se lahko, zopet simbolično rečeno, “v votline vrnemo hitreje, kot si večina od nas to predstavlja”. Na nek način se to že dogaja s tem, da postajamo slabo plačana delovna sila v tujih podjetjih, ki profit prenesejo v matična podjetja v tujini. Zanimivo bi bilo slišati odgovor na vprašanje: »Zakaj podjetja, tuja in tudi domača, zaposlenim ne morejo zagotoviti enakih ali vsaj primerljivih EU plač?« Šel bom še en korak dalje, predlagam, da se prične uspešnost podjetij vrednotiti zgolj glede na količnik med povprečnim osebnim dohodkom v podjetju in povprečnim osebnim dohodkom v vodilnem podjetju v tržni niši kjer podjetje nastopa. Zakaj poudarjam pomen plač? Pred kratkim sem prebral knjigo Nobelovega nagrajenca Paula Krugmana, »End This Depression Now«, v kateri na preprost način razloži teorijo za katero je prejel Nobelovo nagrado. Teorija pravi, da je gospodarska rast države odvisna od hitrosti cirkulacije kapitala, ki jo je najenostavneje možno povečati z dvigom plač in (državnimi) investicijami v za družbo pomembne projekte. Ideja je preprosta, 20
kot vse genialne ideje, če recimo 1000 krat zavrtimo 100 EUR, bo država pri tem preko DDV zaslužila 22.000,00 EUR. Če sklenem, perspektiva Slovenije je, kot smo to zapisali v Strategiji Slovenije 2050, v ZNANJU. Predlagam, da preidemo od besed/želja k dejanjem.
3. Se vam zdi pomembno, da se študenti in tudi kasneje raziskovalci podajo na izmenjavo v tujino in tako okusijo širino sveta? Iz katere izkušnje, ki ste jo doživeli v tujini, ste se največ naučili? Kratek odgovor je DA in še enkrat DA! Malo šale, to je skoraj tako kot bi vprašala ali je pomembno, da nekdo poleg materinega mleka poskusi še kakšno drugo hrano. Nedvomno, delovanje v drugačnem okolju, kjer veljajo drugačna pravila in kriteriji vrednot je izkušnja, ki je ne moremo nadomestiti z ničemer. Problem pa je nekje drugje, to bi naj bila »izmenjava«, kar pomeni, da je število tistih, ki iz Slovenije odidejo uravnoteženo s številom tistih, ki v Slovenijo pridejo. Ko se to ravnotežje podre nastopi težava, ki jo mi že imamo. Tega problema seveda ne moremo rešiti z vzpostavljanjem »železne zavese« ampak z ustvarjanjem okolja in pogojev, ki bodo prijazni do znanja in, predvsem, nosilcev znanja. Slovenski državni aparat in zakonodaja so zelo togi in do znanja neprijazni. To bo treba spremeniti! Kakšna je moja izkušnja? Najprej moram poudariti to, kar poudarijo skoraj vsi, ki delujejo ali so delovali v tujini, znanje, ki ga dajejo naše univerze je povsem primerljivo s tistim na najboljših univerzah v tujini. Ko rečem »znanje« imam v mislih »repetitorno znanje«. Ko se dotaknemo uporabe tega znanja stanje ni tako pohvalno. Jasen pokazatelj tega je število prebojnih invencij v Sloveniji, ki temeljijo na vrhunskih raziskovalnih rezultatih.
NAGRAJENCI 2018 | GORENJE
Res je, komunikacija z mladimi te naredi mladega, še posebej, če imaš opravka z ljudmi, ki so inteligentni in zagnani. Zmeraj sem se z zadovoljstvom pogovarjal z mladimi inženirji, podiplomci in doktorji, tudi danes. Svetoval sem jim to, kar svetujem vsakemu stro-
Trenutne razmere v Sloveniji raziskovalcem ne omogočajo, da bi svoje vrhunske raziskovalne rezultate vključili v invencije in te pripeljali do tehnološkega nivoja, ki bi bil zanimiv za domača in tuja podjetja. To vem iz lastnih izkušenj, svoje invencije sedaj implementiram v tujini, kar je narobe in slabo za Slovenijo.
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
5. Delo s študenti vas je navduševalo, vaša predavanja so bila vedno dobro obiskana. Kaj ste svetovali bodočim mladim inženirjem, ki so se na pot uspeha šele pripravljali?
Na strokovnem področju bi ta trenutek težko izpostavil eno samo stvar, ker svojega cilja v resnici še nisem uresničil. Ta cilj je pokazati, da so na vrhunskih raziskavah temelječe invencije in inovacije (edina) pot, ki lahko Slovenijo pripelje med tehnološko vodilne države na svetu.
|
Na žalost vedoželjnost in ambicioznost največkrat nista povezani sposobnosti, zato je ustvarjanje do znanja prijaznega okolja še posebej pomembo. Na tem področju bo v Sloveniji treba še marsikaj urediti.
Na kateri dosežek sem posebej ponosen? Na svojo družino in na svoja ljubeča otroka, ampak to ni to, kar me sprašujete.
2 0 1 8
Osebno menim da je temu tako, vedoželjnost je osnovno gonilo vsakega raziskovalca, ambicioznost pa je potrebna za premagovanje ovir, pogosto takih, ki niso povezane z znanostjo. Vprašajte vrhunskega športnika in vam bo povedal, da je napredek povezan s premagovanjem bolečine. Zanimiv je tudi rek, ki pravi da v ringu zmaga tisti boksar, ki je sposoben prenesti en udarec več kot nasprotnik.
6. Na kateri svoj dosežek ste še posebej ponosni?
S T R O J N I Š T V A
4. Vedno ste bili vedoželjni in ste človek velikih ambicij. Sta ti dve vrlini ključni pri kreiranju uspešne kariere?
kovnjaku, tudi sam sebi – dopolnjuj in preverjaj znanje na vsakem koraku, razvijaj in neguj kreativni (inventivni in inovativni) način razmišljanja in bodi vztrajen. V življenju namreč vsak tekmuje sam s sabo, zmagajo VSI, ki pritečejo v cilj. Vztrajnost je zato izjemno pomembna vrlina in sposobnost, ki se jo da privzgojiti.
A K A D E M I J A
V tujini sem se največ naučil prav o tem kako inventivno uporabiti teoretično (repetitorno) znanje, ki sem si ga pridobil tekom študija in pozneje s študijem (branjem) knjig in člankov. Še pomembnejša izkušnja je bilo spoznanje pomembnosti povezovanja in prenašanja znanj iz ene vede v drugo. V povezavi s tem se vedno spomnim reka, ki pravi, da najboljšo paradižnikovo juho ne zagotovi najboljši paradižnik, ampka prava kombinacija dodatkov. Torej, sodelovanje med vedami in področji je ključni element gospodarskega razvoja.
Slovenija potrebuje Belo knjigo tehnološkega potenciala in Inovacijski sklad, ki bo raziskovalcem omogočil inovacijski korak od TRL2 do vsaj TRL6. Nedvomno, to bo v Slovenijo pripeljalo tuje investitorje in dvignilo gospodarsko moči. Potrebujemo tudi Belo knjigo bazičnih znanj, ki bodo obstoječi industriji omogočili prehod v niše z višjo dodano vrednostjo. S temi problemi se, med drugim, ukvarjamo v okviru Sveta za razvoj pri SAZU, ki je bil ustanovljen pred kratkim. Upam in računamo na to, da bomo z Zvezo strojnih inženirjev Slovenije vzpostavili konstruktivno in uspešno sodelovanje. Če bo ta projekt uspel, potem bo to TO na kar bom posebej ponosen.
21
NAGRAJENCI 2017 IZR. PROF. DR. IVAN BAJSIĆ Izr. prof. dr. Ivan Bajsić se je rodil 1950 v Lepoglavi, manjšem mestecu Hrvaškega Zagorja. Diplomiral je na univerzitetnem študiju Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani leta 1975 in magistriral leta 1984 na isti fakulteti. Doktorat znanosti s področja eksperimentalnega modeliranja dvofaznega kapljičastega toka je leta 1990 pridobil na Fakulteti za strojništvo Univerze v Sarajevu. V času od 1. februarja 1974 do 21 januarja 2017 je bil neprekinjeno zaposlen na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. Leta 1991 je bil prvič izvoljen
A K A D E M I J A
S T R O J N I Š T V A
2 0 1 8
|
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Nagrajenec ZSIS za življenjsko delo – 2017
v učiteljski naziv docent in leta 2002 prvič izvoljen v naziv izrednega profesorja. Rezultate raziskovalnega dela je nagrajenec predstavil v 79 izvirnih in preglednih znanstvenih člankih v tujih ter domačih strokovnih revijah. Posebej je vredno tudi omeniti prizadevnost nagrajenca kot mentorja ali somentorja, saj je bil mentor in somentor doktorantom, magistrantom znanosti, specializantom in diplomantom ter kandidatom, ki so dobili Prešernovo nagrado in priznanje s področja študija strojništva skupaj 464-krat. Osrednja področja njegovih znanstveno-raziskovalnih in strokovnih aktivnosti so s področja meroslovja s poudarkom na merilni dinamiki procesno-energetskih veličin stanja, kot so tlak, temperatura in pretok tekočin, ter načrtovanju, razvoju in meroslovni analizi različnih procesnih merilnih sistemov, ki so namenjeni za rabo v realnem industrijskem okolju.
ZASL. PROF. DR. ADOLF ŠOSTAR Nagrajenec ZSIS za življenjsko delo – 2017 Zaslužni profesor dr. Adolf Šostar se je rodil v Ljubljani, odraščal je v Mariboru, kjer je leta 1952 maturiral na I. gimnaziji. Diplomiral je leta 1960 na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani, še pred zaključkom študija se je zaposlil v Tovarni avtomobilov Maribor v sektorju tehnološke priprave proizvodnje. Po povabilu na Višjo tehniško šolo je bil leta 1962 izvoljen v naziv honorarni asistent in leta 1966 v naziv predavatelj. Vzpostavil je izjemno sodelovanje med višjo šolo in podjetji, ki so namenila sredstva za opremljanje in gradnjo labo24
ratorijev. Od leta 1966 naprej je vodil Laboratorij za tehnološke meritve. Leta 1975 je doktoriral na Tehniški univerzi v Gradcu. Za vodstveno in organizacijsko delo je profesor Šostar vložil veliko svoje življenjske energije, še posebej za rast Fakultete za strojništvo in Univerze v Mariboru. Pričel je leta 1975 kot predstojnik strojništva na tedanji Visoki tehniški šoli, bil je dekan Visoke tehniške šole od 1979 do 1983, prorektor Univerze 1984/85 in od 1995 do 2001 dekan Fakultete za strojništvo v Mariboru. Mnoga leta je bil predstojnik Katedre za proizvodno strojništvo in vodja Laboratorija za tehnološke meritve. V okviru laboratorija je skupaj s sodelavci ustanovil meroslovni sistem Slovenije in ga uveljavil v svetu. Za svoje delo je prejel več nagrad: zlati znak Univerze v Mariboru, državno odlikovanje red dela s srebrnim vencem, diplome in priznanja univerz oziroma fakultet v Gradcu, Zagrebu in Ljubljani. Na osnovi izjemnih in pomembnih dosežkov mu je Univerza v Mariboru podelila častni naziv zaslužni profesor.
UTRINKI PRETEKLEGA DOGODKA
A K A D E M I J A
S T R O J N I Å T V A
2 0 1 8
|
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
35
Curek plina v preÄ?nem toku kapljevine
AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Curek plina v preÄ?nem toku kapljevine Zlatko Rek, Jurij Gregorc Fakulteta za strojniĹĄtvo, Univerza v Ljubljani
Rezultati
Uvod Curek plina v preÄ?nem toku kapljevine (JiCF) predstavlja kompleksen Ä?asovno odvisen tridimenzionalni tok [1], ki ga najdemo v napravah kemiÄ?ne industrije, kot so npr. meĹĄalne posode [2] in Âťgas-liftÂŤ reaktorji [3]. Za te naprave je znaÄ?ilno, da curek plina razpade na veliko ĹĄtevilo mehurÄ?kov.
Trajektorija curka [4,5]
Velikost kontaktne povrĹĄine plin-kapljevina je pomembna za uÄ?inkovitost kemiÄ?nega procesa. Dobro poznavanje tokovnih reĹžimov dvofaznega toka je zato v procesni industriji kljuÄ?no. Pri JiCF sta med znaÄ?ilnimi parametri trajektorija in naklon curka.
đ??ľđ??ľ Reďż˝ ďż˝ ������ ďż˝ ����� Re�� ďż˝ ����� ďż˝ ����� Re�� ďż˝ ����� ďż˝ ���� Reďż˝ ďż˝ �����
����� �
A K A D E M I J A
đ?‘Śđ?‘Ś đ?‘Ľđ?‘Ľ ďż˝ đ??´đ??´ďż˝Ređ?‘™đ?‘™ ďż˝ đ??ˇđ??ˇ đ??ˇđ??ˇ
đ??´đ??´ Reďż˝ ďż˝ ����� ďż˝ ����� Re�� ďż˝ ����� ďż˝ ����� Re�� ďż˝ ����� ďż˝ ���� Reďż˝ ďż˝ �����
S T R O J N I Ĺ T V A
RaÄ?unalniĹĄka dinamika tekoÄ?in (CFD) predstavlja uporabno orodje za analizo dvofaznih tokov, kjer ne moremo uporabiti eksperimenta. V prispevku smo za numeriÄ?no simulacijo uporabili CFD okolje OpenFOAM. Rezultate smo validirali z eksperimentom.
NumeriÄ?ni model Slika 4: Koeficienta korelacije za trajektorijo centra curka.
Odklon curka
� � �Re� �� a=6418 b=0.811
â „
ďż˝ ďż˝ đ?‘˜đ?‘˜sgs đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•sgs đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ• đ?œŒđ?œŒđ?œŒđ?œŒsgs ďż˝ đ?œŒđ?œŒđ?œŒđ?œŒďż˝ đ?‘˜đ?‘˜sgs ďż˝ ďż˝đ?œ•đ?œ•ďż˝ďż˝ ďż˝ �� đ?œŒđ?œŒ ďż˝ đ?œ‡đ?œ‡ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?›Ľđ?›Ľďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ ��� đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝
2 0 1 8
Za doloÄ?itev stiÄ?ne povrĹĄina med fazama smo uporabili metodo Volume of Fluid (VOF). ÄŒasovno odvisen turbulentni tok nestisljivega izotermnega dvofaznega sistema opiĹĄemo z naslednjimi ohranitvenimi enaÄ?bami: đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ• ďż˝ đ?›źđ?›źđ?›źđ?›źďż˝ ďż˝ ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ• đ?œ•đ?œ• đ?œŒđ?œŒđ?œŒđ?œŒďż˝ ďż˝ đ?œŒđ?œŒđ?œŒđ?œŒďż˝ đ?‘˘đ?‘˘ďż˝ ďż˝ ďż˝ ďż˝ ďż˝ ďż˝ đ?œŒđ?œŒďż˝ďż˝ ďż˝ đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•ďż˝ đ?œ•đ?œ•đ?œ•đ?œ•
|
RaÄ?unsko obmoÄ?je smo diskretizirali s 469000 heksaedriÄ?nimi celicami.
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Slika 5: Odklonski kot curka v odvisnosti od Reynoldsovega ĹĄtevila. Slika 1: RaÄ?unsko obmoÄ?je in diskretizacija
Eksperiment Za validacijo numeriÄ?nega modela smo pripravili eksperiment z vpihom zraka v preÄ?ni tok vode za veÄ? kombinacij pretokov. Razpad curka smo snemali s hitro kamero Weinberger Visario (1536Ă—1024 px @1000 fps). Z obdelavo posnetkov smo izraÄ?unali profile volumskega deleĹža zraka in frekvenco razpada curka. Rezultate smo primerjali z izraÄ?unanimi.
ZakljuÄ?ki ď ś Z OpenFOAM orodjem smo izvedli numeriÄ?no simulacijo razpada plinskega curka v preÄ?nem toku kapljevine ď ś Uporabili smo VOF dvofazni model in LES model turbulence. ď ś NumeriÄ?ni model smo validirali z eksperimentom. Rezultati za stiÄ?no povrĹĄino voda-zrak, profil volumskega deleĹža zraka in frekvenco razpada curka so se dobro ujemali. ď ś Z validiranim numeriÄ?nim eksperimentom smo pridobili podatke za JiCF na obmoÄ?ju Reynoldsovih ĹĄtevil Rel =14032-70159.
Simulacija
ď ś Ugotovili smo, da lahko trajektorijo centra curka in odklonski kot opiĹĄemo s korelacijo v obliki potenÄ?ne funkcije y=axb.
Eksperiment
Literatura Slika 2: Shema eksperimenta
Slika 3: Razpad curka
jet
bubble 1
bubble 2
Simulacija
(9.6,2.1)
(28.9,5.3)
(43.0,8.9)
Eksperiment
(8.9,2.5)
(27.8,5.6)
(42.6,9.2)
Tabela 1: PoloĹžaj centra curka oz. mehurÄ?kov (xc/D, yc/D).
[1] A.R. Karagozian, Physics of Fluids, Vol 26 (2014) 101303. [2] A. BombaÄ?, M. Ĺ˝umer, I. Ĺ˝un, Chem. Biochem. Eng., Vol 21 (2007) 131–138. [3] S. Talvy, A. Cockx, A. Line, AIChE Journal, Vol. 53 (2007) 335-353. [4] T. Cambonie, N. Gautier, J.L. Aider, Exp. Fluids 54 (2013) 1–13. [5] R.J. Margason, Agard-Cp-534 (1993) 1–41.
Zahvala: Prispevek je nastal v okviru programa P2-0162 Tranzientni dvofazni tokovi, ki ga finanÄ?no podpira Ministrstvo za visoko ĹĄolstvo, znanost in tehnologijo Republike Slovenije.
43
Predelava twinga v mild hibrid
AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
PREDELAVA TWINGA V MILD HIBRID Simon Oman, Tomi Šoštarič, Jernej Balantič, Jernej Klemenc
Uvod
Električne komponente, vezava in ročno krmiljenje
V zadnjem času se celoten razviti svet na področju prometa in širše sooča z vprašanji o onesnaževanju okolja in efektivno rabo neobnovljivih virov energije. Velika težava z onesnaževanjem v prometu se pojavlja zaradi visoke koncentracije vozil v urbanih središčih kjer nemalokrat prihaja do zastojev, kar še dodatno povečuje onesnaževanje. Že danes se soočamo s prepovedjo oz. omejitvijo vožnje nečistih vozil po mestnih središčih, kar se bo v prihodnje le še stopnjevalo. Evropske strategije predvidevajo, da bodo po letu 2030 v ospredju le še hibridna in električna vozila. Da bi k uresničevanju takšne strategije prispevali tudi sami, smo se v sklopu študentskega projekta odločili raziskati možnosti in tudi izvesti predelavo klasičnega avtomobila z motorjem na notranje izgorevanje v tako imenovani mehki (ang.: mild) hibrid. Takšen tip hibrida poleg glavnega agregata vsebuje še manjši električni agregat, ki ne zagotavlja samostojne vožnje je pa lahko v veliko pomoč pri mestnem prometu s pogostimi zastoji. Na tak način se lahko ob mestni vožnji zmanjša izpuste tudi do 50%, hkrati pa je cena predelave oz. dodelave vozila na tak sistem relativno nizka.
Elektromotorja GEM G3: Kit vsebuje dva GEM ''in wheel'' G3 motorja, moči 7.5kW. Motorja posamično dosežeta 200Nm nominalnega navora, v ''BOOST'' načinu do 250Nm z močjo 11kW. Pri nominalni moči motorja porabljata 300A električnega toka. Največja dovoljena hitrost motorjev je 100km/h. Motorja omogočata tudi regenerativno zaviranje. Baterijski paket Winston LiFePo4: Baterijski paket je sestavljen iz 16 LiFePo4 celic. Celotni paket ima 51.2V in 160Ah kapacitete, kar zadostuje za 30 min vožnje pri polno obremenjenih elektromotorjih. BMS REC Q 16S: BMS predstavlja eno od glavnih komponent sistema. Naloga BMS je nadzor in zaščita baterij. To izvaja preko uravnavanja napetosti na posamezni celici in merjenju električnega toka skozi baterije. V primeru prevelikih tokov odklopi baterijski paket od porabnikov. Polnilec: Sistem vsebuje polnilnik moči 3.3kW. Polnilnik lahko baterije polni s 40A, kar pomeni, da baterijski paket napolni od 0 do 100% v manj kot 5h. Razdelilna škatla: Razdelilna škatla je namenjena razvodu krmilnih signalov iz krmilne plošče in BMS na posamični elektromotor. Napajalna priklopna plošča: Napajalna priklopna plošča vsebuje glavno 400A varovalko, glavni kontaktor ter razvod napajanja elektromotorjev.
S T R O J N I Š T V A
2 0 1 8
|
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, Aškerčeva cesta 6, 1000 Ljubljana Katedra za strojne elemente in razvojna vrednotenja (KSERV) E-mail: jernej.klemenc@fs.uni-lj.si
Slika 1: Predelano vozilo Renault Twingo – mehki hibrid
Mehanska predelava vozila
A K A D E M I J A
Cilj projekta je bil obdržati vse obstoječe funkcionalne komponente vozila in z majhnimi spremembami vgraditi elektromotorje v kolesa na zadnji premi. Pri tem smo, v sodelovanju s podjetjem GEM motors d.o.o., poiskali možne rešitve za modifikacijo njihovega električnega motorja, hkrati pa smo poiskali optimalno rešitev za vpetje pogonskih elektromotorjev v zadnja kolesa vozila Renault Twingo. Zaradi širine elektromotorjev je bila potrebna tudi modifikacija zadnje preme. Celoten koncept predelave vpetja zadnjega platišča je prikazan na Sliki 2.
Slika 3: Električna shema vseh komponent električnega pogona
Elektronsko krmiljenje: e-diferencial δo v1z
δf
δi v1n
δi – kot zavijanja notranje pnevmatike δo – kot zavijanja zunanje pnevmatike w
δi – kot zasuka volanskega obroča v2z
w – medosna razdalja
v2n P R2z
R2n
Slika 4: Hitrostne razmere posameznih koles pri vožnji v ovinek
Električne komponente, vezava in ročno krmiljenje
Algoritem za vektoriranje navora: Algoritem deluje tako, da prebere vrednost zasuka krmila in položaja stopalke za plin in ustrezno prilagodi krmilno napetost motorjev in s tem navor na posameznem motorju. V tej fazi sta narejena dva algoritma vektoriranja navora. Prvi na notranjem kolesu odvzema navor medtem ko zunanje kolo ostaja na prvotnem nivoju. Drugi na notranjem kolesu odvzema navor na zunanjem pa ga v enaki meri dodaja. Hitrostni algoritem: Algoritem na podlagi zasuka volana in prebrane hitrosti prvih dveh koles analitično izračuna potrebne hitrosti zadnjih koles in jih s spreminjanjem krmilne napetosti motorjev s pomočjo povratne informacije tudi ustrezno uravna (Slika 4).
Kontrolna plošča: Kontrolna plošča služi ročnemu krmiljenju elektromotorjev in vklopu/izklopu povezave baterijskega paketa z električnimi motorji.
Avtorji se zahvaljujejo podjetju GEM motors za njihov prispevek pri razvoju ustreznega elektromotorja.
Slika 2: Koncept predelave vpetja elektromotorjev in platišč
Ideja celotne predelave oziroma nadgradnje vozila je izvedena na način, da se predelava lahko izvede z enostavnim posegom, ki ne vpliva na osnovne karakteristike vozila. S tem bi se takšen sistem lahko tržil kot kithibrid, ki bi bil na voljo za posamezne tipe vozil, hkrati pa ne bi bilo večjih komplikacij s homologacijo zaradi predelave.
44
Razvoj pogona
za električno kolo AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Razvoj pogona za električno kolo D. Zorko, B. Černe, J. Duhovnik, R. Žavbi in J. Tavčar Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo damijan.zorko@lecad.fs.uni-lj.si 120
Naše raziskovalno delo je potekalo sočasno z razvojem zobniškega gonila s polimernimi zobniki. S sodelavci v laboratoriju LECAD smo skupaj s podjetjema Domel, d.d. in Podkrižnik, d.o.o. formirali razvojno skupino, katere naloga je bil razvoj centralnega pogona e-kolesa. V sklopu projekta smo bili v LECAD-u zadolženi za razvoj mehanskega prenosnika moči, kjer je bil za prenos moči razvit nov dvostopenjski zobniški prenosnik, s planetnim gonilom na prvi stopnji in zobniško dvojico s poševnim ozobjem na drugi stopnji. Zaradi ostrih omejitev glede mase in akustičnih lastnosti je bilo potrebno uporabiti polimerne oz. kompozitne zobnike. Pri tem smo se srečali z vsemi omejitvami, ki so trenutno prisotne pri konstruiranju zobniških pogonov s polimernimi in kompozitnimi zobniki.
100 80
A K A D E M I J A
60 40
evolventni S-zobniki
20 0
0
50
100
150 200 Čas [min]
250
300
350
Slika 3: Primerjava izmerjenih temperatur evolventnih in S-zobnikov preizkušanih pri momentu 1,5 Nm in vrtilni hitrosti 1298 rpm
S T R O J N I Š T V A
Izhodišča
Polimerni zobniki odpovedo zaradi različnih tipov odpovedi. Glede na pričakovane tipe odpovedi je potrebno zobnike ustrezno dimenzionirati.
2 0 1 8
Raziskovalno delo je vključevalo uporabo numeričnih in eksperimentalnih metod. Razvit je bil numeričnimi model s katerim je možno simulirati ubiranje polimerne zobniške dvojice. Tako lahko natančno določimo napetostno-deformacijsko stanje, ki se pri ubiranju pojavi v polimernem zobniku. Eksperimentalno delo je potekalo na preizkuševališčih, ki so bila razvita v laboratoriju LECAD. Preizkušali smo različne materialne pare, različne geometrije ozobja in z različnimi izdelovalnimi postopki izdelane polimerne zobnike. Pri tem smo identificirali vplive, ki še niso določeni, imajo pa znaten vpliv na življenjsko dobo polimernih in kompozitnih zobnikov. Na podlagi izračunanih napetosti in rezultatov testiranja je možno dimenzionirati polimerne zobnike za uporabo v realni aplikaciji.
Temperatura [°C]
Uvod
Slika 4: Tipi odpovedi polimernih zobnikov: termična odpoved, trajnostna odpoved, obraba
Zaključki
|
Specialna znanja, ki smo jih razvili tekom naših raziskav so bila ključna za uspešen razvoj novega pogonskega sklopa s polimernimi zobniki, ki bo uporabljen kot pogon električnega kolesa. Pri razvoju pogonskega sklopa smo sodelovali s podjetjem Domel, d.o.o., kateremu je na podlagi uspešno razvitih prototipov uspelo pridobiti več deset milijonov evrov vredno naročilo nemškega kupca. Kot razvojni partner in izvajalec končne montaže sodeluje tudi podjetje Podkrižnik, d.o.o.. Tako je naše specialno znanje s področja polimernih zobnikov doprineslo k razvoju novega izdelka z visoko dodano vrednostjo in tudi k ustvarjanju novih delovnih mest v obeh omenjenih podjetjih.
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Slika 1: Numerični model za simulacijo ubiranja polimernih zobnikov
Rezultati Pri naših raziskavah smo dokazali, da lahko s primerno obliko profila zob pomembno izboljšamo zmogljivost polimernih zobnikov. To vodi do povečane konkurenčne prednosti saj so gonila, kjer so uporabljeni takšni zobniki lahko manjša in lažja, kar so zraven zahtevane funkcionalnosti glavne zahteve kupcev. 1,7
evolventni
1,6
S-zobniki
Moment [Nm]
1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 1,00E+04
1,00E+05 1,00E+06 Število ciklov
1,00E+07
Slika 2: Rezultati trajnostnih preizkusov, testirane so bile evolventne in S zobniške dvojice, pogonski zobnik izdelan iz materiala POM, gnani zobnik iz PA6
Slika 5: 3D model razvitega pogonskega sistema za električno kolo
Literatura [1] D. Zorko, S. Kulovec, J. Tavčar, J. Duhovnik: Different teeth profile shapes of polymer gears and comparison of their performance. Journal of advanced mechanical design, systems and manufacturing 6, 11 (2017) str. 1-10. [2] J. Duhovnik, D. Zorko, L. Sedej: The effect of the teeth profile shape on polymer gear pair properties. Technical Gazette 23 , 1 (2016) str. 199-207. [3] A. Pogačnik, J. Tavčar: An accelerated multilevel test and design procedure for polymer gears. Materials and Design 65, 1(2015) str. 961-973. [4] J. Tavčar, G. Grkman, J. Duhovnik: Accelerated lifetime testing of reinforced polymer gears. Journal of advanced mechanical design, systems and manufacturing 1, 12 (2018) str. 1-13. [5] M. Kalin, A. Kupec: The dominant effect of temperature on the fatigue behaviour of polymer gears. Wear 376-377 (2017) str. 1339 – 1346.
45
Določevanje obremenitvenega kolektiva
z elektronsko krmiljenim hidravličnim dvigalom AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Določevanje obremenitvenega kolektiva z elektronsko krmiljenim hidravličnim dvigalom Domen Šeruga*, Tilen Marolt, Jernej Klemenc in Marko Nagode Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, Aškerčeva 6, 1000 Ljubljana, Slovenija *domen.seruga@fs.uni-lj.si
Rezultati
Uvod
Maksimalna pomerjena amplituda [daN]
Masa [kg]
Obračalnik SIP Spider 600 ALP
570
800
Zgrabljalnik Fella TS 350 DS
395
1040
Sejalnica Hunters strip seeder
1500
1000
Vitel Uniforest 65G
735
4480
Preglednica 1: Stroji in njihove mase ter največje pomerjene amplitudne vrednosti sile.
(a)
(b)
(c)
S T R O J N I Š T V A
(d)
Slika 3: Priključni stroji, dvignjeni na transportno višino: (a) vitel, (b) sejalnica, (c) zgrabljalnik, (d) obračalnik. 1
Obračanje
0,8
0,8
Fa/Famax
0,8 0,7
0,6
0,5
0,6
0,5
0,4
0,2
0,1
0,1
0
0
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0,7
0,4
0,3
0,2
0,1
Cestna vožnja po asfaltu
0,8
0,5
0,4
0,3
0,2
1 0,9
0,6
0,5
0,4
0,3
Cestna vožnja po slabšem asfaltu
0,9
2 0 1 8
Fa/Famax
0,7
0,6
1
Cestna vožnja po makadamu
0,9
0,7
Fa/Famax
1 0,9
Fa/Famax
Za določevanje obremenitev smo uporabili elektronsko krmiljeno hidravlično dvigalo traktorja z vgrajenimi sorniki za merjenje horizontalne sile. Za delovanje in regulacijo dvigala računalnik traktorja zbira in analizira vrednosti signalov senzorjev, te vrednosti so dostopne v diagnostičnem meniju računalnika traktorja.
Stroj
A K A D E M I J A
V moderni kmetijski tehniki izdelovalci delovnih in priključnih strojev stremijo k optimizaciji vsake komponente stroja. S tem dosegajo nižje proizvodne stroške in bolj ekonomično izkoriščanje surovin, poleg tega pa lahko tudi izboljšajo lastnosti stroja in povišajo dobiček. Ker je za optimizacijo obremenjenih delov potrebno natančno poznavanje obremenitev, ki nastanejo med obratovanjem stroja, nekateri proizvajalci serijsko vgrajujejo elemente, s katerimi zagotavljajo diagnosticiranje zunanjih vplivov in pravilno regulacijo sklopov stroja, kar pripomore k boljšemu izkoristku in daljši življenjski dobi stroja. Najpogosteje so karakteristike zaznavalnih elementov interna informacija podjetij, kar onemogoča neposredno uporabo izhodnih veličin signala za nadaljnjo uporabo v smislu neposrednega določanja obremenitev med obratovanjem stroja.
0,3 0,2 0,1 0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0,9
1
Slika 4: Obremenitveni kolektivi pri vožnji in delu z obračalnikom.
Fa/Famax
0,7
0,5
0,7 0,6
0,4
0,2
0,1
0,1
0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0,7
0,4
0,3
0,2
0,3 0,2 0,1
0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
Cestna vožnja po asfaltu
0,8
0,5
0,4
0,3
0,1
1 0,9
0,6
0,5
0,2 0
Podatke o obremenitvah smo zbirali pri transportu in delu z različnimi nošeno-vlečenimi priključnimi stroji. Signale smo beležili s pomočjo kamere, ki je snemala zaslon, na katerem so se izpisovale vrednosti signala za levo in desno spodnjo ročico dvigala. Iz videoposnetkov smo nato za izbran časovni interval zajeli sliko, vrednosti signalov pa smo iz slik zabeležili v tabelo. Za vrednotenje signalov smo s pomočjo verižnega dvigala in merilca sile določili občutljivost sornikov, na podlagi znane občutljivosti smo določili sile v posameznih ročicah in skupno silo. Z uporabo števne metode prehodov prek nivojev smo prešteli cikle in določili vrednosti amplitud ciklov za vse meritve. Iz teh podatkov smo določili obremenitvene kolektive, ki smo jih normalizirali glede na maksimalno izmerjeno vrednost amplitude, ki se je pojavila pri transportu oziroma delu s posameznim priključkom.
0,8
0,5
0,4
Cestna vožnja po slabšem asfaltu
0,9
0,6
Fa/Famax
0,8
0,3
Izhodišča
1
Cestna vožnja po makadamu
0,9
0,7 0,6
Fa/Famax
0,8
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Slika 1: (a) Shema hidravličnega dvigala, (b) sornik za merjenje sile [1].
1
Zgrabljevanje Zgrabljanje
0,9
Fa/Famax
(b)
|
1
(a)
0 0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
0,9
1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
N/Ncel
0,7
0,8
Slika 5: Obremenitveni kolektivi pri vožnji in delu z zgrabljalnikom.
V preglednici 1 lahko vidimo, da ima zgrabljalnik kljub najmanjši masi eno izmed največjih amplitud. Iz slike 3 lahko ocenimo težišče strojev, izmed vseh strojev ima zgrabljalnik težišče najbolj oddaljeno od mesta vpetja. Ker je vpetje stroja na dvigalo in samega dvigala na traktor podobno konzolnemu, je moment, ki ga povzroča teža zgrabljalnika zelo velik in posledično vpliva na velikost amplitude. Tekom meritev je bilo možno med cestno vožnjo z zgrabljalnikom opaziti, da je bil ta izmed vseh priključkov ob naletu na grbino na cesti najbolj nemiren in je za ublažitev nihanja potreboval največ časa. Če obremenitvene kolektive primerjamo, lahko vidimo, da so pri cestni vožnji največje amplitude pri najslabših voznih razmerah, potem pa se s kvaliteto cestišča znižujejo. Ker so grbine pri slabi cesti izrazitejše in pogostejše, vožnja čez grbino povzroči sunek delovnega stroja, ker je stroj v vertikalni smeri togo vpet, pa se to odraža v večanju sile, ki nasprotuje temu gibanju.
Zaključki Ugotovimo lahko, da je s pomočjo elektronsko krmiljenega hidravličnega dvigala možno priti do podatkov, s katerimi grobo popišemo obremenitve pri transportu in delu z raznimi priključnimi stroji.
Literatura (a)
(b)
Slika 2: (a) Zajemanje signala s kamero, (b) prikaz signalov v računalniku.
[1] Elektronisch-hydraulische Hubwerksregelung für Traktoren. Dostopno na: https://www.airlinehyd.com/pdfs/hydraulic/rexrothbosch/bosch_pdf/Moble%20hydra ulics/Eectronic-hydraulic%20hitch%20control%20for%20tractors%201_0.pdf, ogled: 20.9.2018. [2] ASTM E1049 – 85 (2005). Standard practices for cycle counting in fatigue analysis
47
Razvoj celovitega sistema za skoraj nič-energijske stavbe AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Razvoj celovitega sistema za skoraj nič-energijske stavbe Simon Muhič1,2*, Matej Dulc3 1Inštitut
za obnovljive vire energije in učinkovito rabo eksergije, INOVEKS d.o.o., Cesta 2. grupe odredov 17, 1295 Ivančna Gorica 2Univerza v Novem mestu Fakulteta za strojništvo, Na Loko 2, 8000 Novo mesto 3Dulc, d.o.o., Stranje pri Škocjanu 7, 8275 Škocjan *simon.muhic@inoveks.si
Uvod
S T R O J N I Š T V A
2 0 1 8
|
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Ena izmed zavez v Republiki Sloveniji je, da bodo morali biti po letu 2018 vsi javni objekti nič-energijski, po letu 2020 pa bodo morali biti v Republiki Sloveniji nič-energijski tudi vsi ostali objekti. Energetski zakon EZ-1 opredeljuje pomen izraza »skoraj nič-energijska stavba«, ki pomeni stavbo z zelo visoko energetsko učinkovitostjo oziroma zelo majhno količino potrebne energije za delovanje, pri čemer je potrebna energija v veliki meri proizvedena iz obnovljivih virov na kraju samem ali v bližini. Ta definicija v osnovi izhaja iz EPBD direktive iz leta 2010. Akcijski načrt za skoraj nič-energijske stavbe za obdobje do leta 2020 (AN sNES) iz leta 2014 je nekoliko bolj konkreten, saj definira skoraj-nič energijske stavbe z največjo dovoljeno vrednostjo primarne energije na enoto kondicionirane površine na leto, ki za nestanovanjske stavbe znaša pri novogradnjah 55 kWh/m2a, kar je najnižja predpisana meja. Hkrati mora biti v energetski oskrbi zagotovljen minimalni delež obnovljivih virov energije glede na skupno dovedeno energijo v višini 50 %. Rezultat sodelovanja med podjetjem Dulc, raziskovalno skupino Fakultete za strojništvo Univerze v Novem mestu ter inštitutom INOVEKS je nizkoenergijski in nizkoeksergijski sistem ogrevanja in hlajenja stavb, ki je zaščiten pod blagovno znamko SOLINTERRA®. Sistem je zasnovan tako, da v največji možni meri izkorišča različne obnovljive vire energije, kot na primer sončno energijo za ogrevanje, zemljo kot topli zemeljski zalogovnik, podtalnico pa kot vir energije za hlajenje. Sistem je bil integriran v novo stavbo srednje šole oziroma Medpodjetniškega izobraževalnega centra (MIC) Nova Gorica, ki za ogrevanje, hlajenje, pripravo sanitarne vode in prezračevanje rabi samo okoli 7 kWh/m2 na leto.
Slika 1 prikazuje zasnovo toplotne oziroma temperaturne bariere. Ta je postavljena na zunanjo stran zidu. Že nizka temperatura medija v barieri preprečuje toplotne izgube pozimi in preprečuje toplotne dobitke poleti. Slika 2 prikazuje samo enega izmed primerov izračunov parametrične numerične analize vplivnih parametrov za obravnavani primer. S pomočjo intenzivnih numeričnih analiz se je pridobilo karakteristiko posameznih elementov sistema. Pri tem so bila primarno uporabljena orodja za numerično dinamiko tekočin (TCFD), orodja za dinamični odziv stavbe (TRNSYS) ter sklopljene analize.
Slika 2. Prikaz primera numeričnega izračuna temperaturnega polja (TCFD analiza)
Implementacija sistema v prakso Stavba z integriranim inovativnim sistemom SOLINTERRA® z uporabno površino 5200 m2 obratuje od leta 2014.
Zasnova sistema
A K A D E M I J A
Sistem ogrevanja stavbe je zasnovan tako, da v največji možni meri izkorišča obnovljive vire energije. Sistem uporablja sončno energijo za ogrevanje, zemljo kot topli zemeljski hranilnik toplote, podtalnico pa kot vir energije za hlajenje. Na strehi objekta se nahaja 320 m2 sprejemnikov sončne energije (SSE). Poleti se toplota shranjuje v sezonski hranilnik toplote, ki se nato v zimskem času uporablja za ogrevanje objekta preko 50 km cevi, ki so vgrajene v ovoj in jedro objekta. Poleti se cevi koristijo za hlajenje s pomočjo podtalnice. Priprava sanitarne vode je izvedena s pomočjo SSE ter s toplotno črpalko. Prezračevanje šole je izvedeno s tremi klimatskimi napravami s kapaciteto 7000 m3/h, z visokim izkoristkom vračanja toplote (90 %) ter z vgrajenimi CO2 senzorji. Za upravljanje in spremljanje različnih parametrov objekta je nameščenih 360 senzorjev in merilnikov, ki so skupaj povezani v CNS sistem. Čeprav se zdijo uporabljene rešitve za ogrevanje in hlajenje na prvi pogled samoumevne, je potrebno za njihov sinergijski učinek veliko vrhunskega tehničnega znanja raziskovalcev ter praktičnega znanja strokovnjakov iz podjetja.
Slika 3. Prikaz detajlov vgradnje sistema SOLLINTERA® v stavbo MIC Nova Gorica
Slika 3 prikazuje nekaj detajlov vgradnje posameznih komponent sistema. Na zgornjih dveh slikah levo sta predstavljena sezonska hranilnika toplote, na zgornjih slikah desno sprejemniki sončne energije na strehi objekta ter zunanjost objekta. Na spodnjih slikah je prikazana vgradnja temperaturne bariere.
Analiza rezultatov monitoringa Analiza za leta 2015, 2016 in 2017 kaže, da je stavba za obratovanje (ogrevanje, hlajenje, prezračevanje in pripravo sanitarne tople vode) letno potrebovala povprečno 81,2 MWh hladu in 95,6 MWh toplote. Pri tem je bilo potrebnih 36,8 MWh električne energije, primarno za transport toplote in hladu pridobljenih iz obnovljivih virov energije. Za sanitarno toplo vodo je bilo od tega potrebno okoli 3 % energije, za prezračevanje okoli 39 % energije, za ogrevanje 35 % energije, za hlajenje pa 26 % dovedene električne energije. Stavba potrebuje povprečno le 7 kWh/m2 dovedene električne energije na leto oziroma 17,5 kWh/m2 primarne energije na leto, kar je bistveno manj od dovoljene meje (55 kWh/m2a). Celotni letni stroški za dovedeno električno energijo za obratovanje objekta z uporabno površino 5200 m2 so znašali nekaj manj kot 5.000 EUR na leto.
Zaključek Z inovativno implementacijo obstoječih tehnologij lahko realiziramo tudi skoraj nič-energijske stavbe. Za to pa je potrebno bistveno več znanja in ustreznega načrtovanja. Višje investicije pa so povrnjene s kratkimi vračilnimi dobami, saj investicija v tak sistem ni veliko višja. Slika 1. Idejna zasnova toplotne bariere
56
Zahvaljujemo se organizatorjem Industrijskega foruma 2018 za podeljeno nagrado TARAS za v prispevku predstavljeni projekt.
Oddajanje parkirnih mest na osnovi bločno-verižnih tehnologij AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Oddajanje parkirnih mest na osnovi bločno-verižnih tehnologij Nejc Rožman*, Marko Corn, Janez Diaci LDSE, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva cesta 6, 1000 Ljubljana E-mail: nejc.rozman@fs.uni-lj.si
Uvod
A K A D E M I J A
Vsak dan se v mestih srečujemo s problemi parkiranja. Predvsem gre za pomanjkanje parkirnih mest, kjer ni interesa večjih sistemov. Prav tako nam sedanji parkirni sistemi ne omogočajo rezervacije v naprej. Pomanjkanje manjših igralcev na trgu pa povzroča višanje cen parkiranja, še posebej to velja za parkirna mesta na bolj atraktivnih lokacijah.
Napisana je v programskem jeziku Solidity, postavljena pa na testno omrežje Rinkeby. Pametna pogodba omogoča kreiranje novih parkirnih mest, njihovo rezervacijo ter upravljanje s parkirno zapornico.
Tehnologija
Ethereum omrežje zagotavlja verigo blokov z vgrajenim programskim jezikom, ki omogoča komurkoli pisati pametne pogodbe in ustvarjati decentralizirane aplikacije, kjer lahko ustvarijo svoja pravila za lastništvo, oblike transakcij in funkcije prehoda stanj. Programi zapisani na verigi se imenujejo pametne pogodbe, kriptografske ”škatle”, ki vsebujejo podatke in se odklenejo le, če so določeni pogoji zagotovljeni. Tako omrežje deluje kot decentraliziran računalnik in omogoča izvajanje programske kode brez prisotnosti računalnika [2].
Rezervacija
Spust zapornice
• Uporabnik rezervira željeno parkirno mesto za določen termin preko uporabniškega vmesnika, ki omogoča komunikacijo s pametno pogodbo.
• Ko pripelje do parkirnega mesta spusti zapornico s pomočjo vmesnika.
Parkiranje
Izpraznitev parkirišča
Dvig zapornice
• Vozilo parkira na parkirno mesto.
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Prednosti aplikacije:
Primer postopka uporabe:
|
Razvili smo aplikacijo za decentralizirano oddajanje parkirnih na podlagi bločno-verižnih tehnologij v okviru koncepta pametnega mesta in povezovanja pametnih naprav. Razvita aplikacija omogoča alternativno rešitev problema pomanjkanja parkirnih mest v večjih naseljih, kjer vsak posameznik lahko odda svoje parkirno mesto.
Okoli pametne pogodbe smo zgradili uporabniški vmesnik, ki omogoča uporabniku enostavnejši dostop do pametne pogodbe in hitrejšo izvedbo transakcij. Strežniški del vmesnika je gnan na računalniku v laboratoriju v okolju Node.js. Del sistema je tudi mehatronska naprava, pametna parkirna poklopna zapornica, ki omogoča oddajanje svojega parkirnega mesta. Zapornico smo predelali tako, da smo ji dodali mikroračunalnik Raspberry Pi in ji s tem omogočili dostop do interneta in pametne pogodbe.
2 0 1 8
Aplikacija
Slika 2: Pametna parkirna zapornica in njen krmilnik
S T R O J N I Š T V A
Pojav bločno-verižne tehnologije, je sprožil transformacijo tako na področju ekonomije, kot tudi v tehnologiji. Bitcoin je utrl pot s kriptografsko vodenim knjigovodstvom in tehnologijo vzajemne komunikacije. Vse transakcije so zapisane v javnem knjigovodstvu, ki ga predstavlja veriga blokov (ang. Blockchain) [1].
• Vozilo zapelje iz parkirnega mesta.
• Uporabnik dvigne zapornico s pomočjo vmesnika.
Rezultati in zaključki Sistem sestavljajo štiri glavne entitete in sicer mehatronska naprava, nadzorni sistem, lastnik in uporabnik.
Slika 2: Shema sistema
Jedro našega sistema predstavlja pametna pogodba, ki skrbi za pravilno izvajanje vseh funkcij, ki jih ponuja naš sistem, ter za zanesljivo in varno opravljanje transakcij.
Literatura [1] M. Swan: Blockchain : blueprint for a new economy, ISBN 1491920491. [2] G. Wood: ETHEREUM: A SECURE DECENTRALISED GENERALISED TRANSACTION LEDGER EIP-150 REVISION, Tehnično poročilo
65
Podpora fakultete podjetjem
pri razvoju kompozitnih izdelkov AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Podpora fakultete podjetjem pri razvoju kompozitnih izdelkov Ted Prodan1, Alen Oseli1, Renato Prodan2, Lidija Slemenik Perše1 Center za eksperimentalno mehaniko, Fakulteta za strojništvo, Univerza v Ljubljani, Aškerčeva 6, 1000 Ljubljana 2 MARE d.o.o., Južna cesta 5, 6310 Izola e-pošta: ted.prodan@fs.uni-lj.si
Kompozitni materiali in izdelki
Analiza v skladu s kompozitnimi standardi
Kompozit je material, ki sestoji iz dveh ali več različnih materialov: ojačitev in vezivo. Glede na vezivo ločimo kovinske, keramične in polimerne kompozite, glede na ojačitev pa kompozite ojačane z vlakni in z delci. V primerjavi s kovinami, kompozitni izdelki (slika 1) nudijo prednosti kot so višje razmerje trdnosti glede na težo, korozijsko odpornost, nizek strošek vzdrževanja, itd.
Kompozitne tlačne posode funkcionalno sodijo med zahtevne izdelke, zato je proizvodnja tlačnih posod zakonsko predpisana in opredeljena v konstrukcijskih standardih za tlačne posode [2]. Standardi podajo zahteve in postopke za konstruiranje, proizvajanje, testiranje, kontrolo kvalitete, itd. Na sliki 4 je prikazan zaključek obsežnega izračuna kompozitne prirobnice. Longitudinalna napetost
SH
Radialna napetost
SR
Tangencialna napetost
ST
Radialna napetostna delilnem krogu vijakov
S RAD
Prevladujoč a napetost CSHR ali CSHT
Slika 1: Primeri kompozitnih izdelkov - (a) tlačna posoda, (b) pokrov, (c) bat, (d) nosilec, (e) jašek.
Teorija laminatov
2 0 1 8
|
Za razliko od kovin, ki imajo izotropne lastnosti, so kompoziti izrazito anizotropni, saj v smeri vlaken nudijo visoke mehanske lastnosti, pravokotno na smer vlaken pa relativno nizke. Posledično je konstruiranje s kompoziti zapleteno, saj je treba upoštevati različne orientacije vlaken v slojih laminata (slika 2). Pri tem uporabimo teorijo laminatov [1], ki nam omogoči matematični popis obnašanja laminata, ko je ta sestavljen iz slojev s poljubno orientacijo vlaken. S teorijo izračunamo napetosti in deformacije laminata ter tako mehanske lastnosti v odvisnosti od referenčnega kota opazovanja oz. obremenitve.
dop
t
2
dop
Z SR 6 MG
t
2
dop
C No d 1
CS HR 0.5 S H S R
dop
CS HT 0.5 S H S T
dop
Slika 4: Zaključek izračuna kompozitne prirobnice v skladu z ASME-X standardom [2].
Diskontinuitetna analiza Alternativa programom s končnimi elementi je diskontinuitetna analiza. S to metodo navidezno razdelimo izdelek na segmente pravilnih geometrijskih telesa oz. lupin, nato pa posamezni segment analiziramo z analitičnimi enačbami, ki so obvladljive zahtevnosti. Na stičišču sosednjih segmentov dobimo sistem enačb z robnimi pogoji. Rešitev enačb nam poda iskane obremenitve na segment, s katerimi nato izračunamo napetostnodeformacijsko stanje segmenta in tako korak za korakom po segmentih analiziramo celoten kompozitni izdelek. spoj 5
A11 A12 A 16 B11 B12 B16
A12 A16 B11 B12 B16
B12 B16 D11 D12 D16 B22 B26 D12 D22 D26 B26 B66 D16 D26 D66 A22 A26 B12 B22 B26 A26 A66 B16 B26 B66
xo o y o x ?x ?y xy
N A B o ali M B D ? n
(A )
(B)
A K A D E M I J A
(D)
k 1 n 1 2 1 3
k 1 n
k 1
0 90
spoj 1
spoj 1
q
K
45
W spoj 7
q
H
G
K
90
0
45
90
D
r.wq( r) 0
F7 ( r) Mrbw F8 ( r) Qbw r F9 ( r) w r G9 r ro
D r
r 300 500 IZRAČUNI IN REZULTATI
500
2 F7 ( r) Mrbq F8 ( r) Qbq r F9 ( r) q r G17 r roq ro
b
45
90
Slika 2: (a) Teorija laminatov za določanje (b) lastnosti v odvisnosti od referenčnega kota.
Testiranje materialov in izdelkov Zaradi anizotropnih lastnosti kompozitov je zapleten tudi postopek merjenja lastnosti laminata. Običajno izdelamo kompozitno epruveto laminata z isto orientacijo vlaken v slojih (slika 3a), nato mehanske lastnosti izmerimo na trgalnem stroju (slika 3b). Izmerjene lastnosti uporabimo v teoriji laminatov, konstrukcijskih enačbah ali v programih s končnimi elementi »FEA« (slika 3c). Po konstrukciji izdelamo prototipnii izdelek in ga testiramo (slika 3d). V kolikor izdelek ne izpolni zahtev, ponovimo potrebne korake.
6 Mrw( r) t
2
6 Mrq ( r) t
m
1000 1500 300
2
kN
400
500
5 0
0
Qwq ( r)
500
N m m
5
0
Mrwq ( r)
q
Qwq ( r) Qbw w r ro Qbq r2 roq 2 r roq r r r 2r
0.4
45
r
bq b
( °)0.3
0.2 0.1 0 90
obroč
spoj 9
Mrwq ( r) bw
45
P
S› w
spoj 10
3 2 1 0 90
S› w
ANALIZA OBROČA
spoj 8
0
obroč q
H
G
P
P
45
HG
spoj 2
DISKONTINUITETNA ANALIZA
W
Qc h 3 h k 13 k k
S
GPa 10
GPa
Q h 2 h c k k k 12
CAD IZ 3D V 2D
S
E( °) 20
G( °)
Qc k h k hk 1
GEOMETRIJSKE POENOSTAVITVE
spoj 6
Nx Ny N xy Mx My Mxy
(b) Mehanske lastnosti glede na kot
spoj 6
S T R O J N I Š T V A
(a) Teorija laminatov
q
cilinder
ROBNI POGOJI
spoj 4
spoj 3 q
spoj 1
(e)
MY
spoj 1
(d)
(c)
(b)
dop
t2
spoj 1
(a)
f M
g12 M
spoj 1
W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
1
rwq( r) 5
5
MPa 10
10 15 300
r
15 400
500
20 300
r
400
500
r
mm Slika 5: Diskontinuitetna analiza tlačne posode. Primer izračuna za notranji predelni obroč. mm
mm
Analize z zahtevnejšimi analitičnimi enačbami Za analizo kompozitnih izdelkov se lahko poslužujemo tudi zahtevnejših analitičnih enačbe, ki, na primer, dovoljujejo hiter popis uklona dvodimenzionalne kompozitne plošče zaradi obremenitve pod hidrostatičnim tlakom (slika 6) [3]. Uklon plošč e v z-smeri
z
16 q o 6
1
m n sin
D m n
mx a
sin
n
2 2 y m n b 2 2 b a
2
m = 1, 3,.. n = 1, 3,.. Barvne meje prikazujejo spremebo uklona za 10 mm.
X-koordinata plošč e (m)
Slika 6: Analitična analiza uklona kompozitne plošče zaradi hidrostatičnega tlaka. z
Zaključek (a) (d)
(b) (c)
Teorija laminatov, diskontinuitetna analiza in analize z zahtevnejšimi analitičnimi enačbami omogočajo relativno hitro in ceneno analizo pri kunstrukciji kompozitnih izdelkov v primerjavi z dragimi programi s končnimi elementi. Metode so transparente in eksplicitne, kar omogoča zunanjim inšpektorjem preverjanje analiz, ki je pogoj za certifikacijo kompozitnega izdelka. Uporaba programov s končnimi elementi te transparentonsti nima, kar proces certifikacije zelo podraži ali celo onemogoči.
Analize z zahtevnejšimi analitičnimi enačbami
Slika 3: (a) izdelava epruvet, (b) testiranje materialov, (c) FEA model, (d) testiranje izdelka.
76
[1] J.E. Ashton, J.C. Halpin, P.H. Petit: Primer on Composite Materials: Analysis; Progres in Materialss Sciences Series, Volume II, Technomic Publishing, 1969. [2] ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section-X – Fiber-Reinforced Plastic Pressure Vessels, Edition 2015, The American Society of Mechanical Engineers, New York, 2015. [3] S. Timoshenko, S. Woinowski-Krieger, Theory of Plates and Shells, Second Edition, McGraw-Hill, 1995.
Postavitev vodnega modela za raziskavo toka
kapljevine pri kontinuirnem ulivanju jekla
AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
Postavitev vodnega modela za raziskavo toka kapljevine pri kontinuirnem ulivanju jekla Jurij Gregorc1 in Božidar Šarler1,2 1Laboratorij
za dinamiko fluidov in termodinamiko, Fakulteta za strojništvo, Aškerčeva 6, SI 1000 Ljubljana, Slovenija 2Laboratorij za simulacijo materialov in procesov, Inštitut za materiale in tehnologije, Lepi pot 11, SI 1000 Ljubljana, Slovenija E-mail: jurij.gregorc@fs.uni-lj.si
Ozadje in motivacija
S T R O J N I Š T V A
Načrtovanje testne sekcije
Slika 2: Shematski prikaz preizkuševališča
Začetni rezultati
| W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
Slika 3: Vizualizacija curka kapljevine, ki izstopa iz izlivka z uporabo mehurčkov
Preizkuševališče je v začetni fazi obratovanja. Na podlagi dosedanjega obratovanja lahko potrdimo, da deluje zanesljivo in stabilno. V trenutni postavitvi je mogoče testiranje v širokem razponu hitrosti ulivanja in pozicij izlivka. Pri začetnih raziskavah z vizualizacijo zračnih mehurčkov (Slika 3) je bila uporabljena 100 Hz kamera v FullHD formatu. Ta pristop je bil uporabljen zgolj za primarno oceno globine do katere curek kapljevine, ki izstopa iz izlivka, prodre. Rezultati potrjujejo oceno, da curek prodre cca. 1 m v kokilo.
2 0 1 8
Kokila (Slika 1a): • Kokila je vzdolž dolžine ukrivljena s konstantnim krivinskim radijem v smeri ulivanja. • Model je sestavljen iz dveh delov; zgornjega dela, dolžine 1 m (enako kot industrijska kokila) in spodnjega dela, dolžine 0,5 m, ki je dodan z namenom zmanjšanja vpliva iztoka na tokovno polje v zgornjem delu. • Prečni presek je v sotočni smeri konstanten z dimenzijami 190 mm × 190 mm. • Kokila je izdelana iz 8 mm transparentnega polikarbonatnega stekla.
A K A D E M I J A
Tok taline jekla v kokili med kontinuirnim ulivanjem se danes raziskuje predvsem z numeričnimi pristopi [1-3]. V preteklosti so številne raziskovalne skupine uporabile t.i. vodni model za eksperimentalno raziskavo toka kapljevine pri kontinuirnem ulivanju jekla. Raziskave se nanašajo na različne ključne lastnosti toka v kokili [4-5]. Brez dvoma lahko rečemo, da so eksperimentalni podatki o dogajanju v kokili ključni, saj omogočajo vpogled v tokovno dogajanje (ključno v fazi zasnove livne naprave) in služijo za validacijo numeričnih modelov. Slednje predstavlja motivacijo za razvoj eksperimentalnega vodnega modela, ki je geometrijsko sovpada z industrijsko napravo v podjetju Štore Steel ter omogoča vzpostavitev podobnih tokovnih pogojev v varnem okolju pri ambientnih pogojih.
Sklepi
a
b
c
Slika 1a: Testna sekcija; 3D računalniški model kokile (a) in izlivka (b), fotografija testne sekcije (c)
Izlivek - SEN (Slika 1b): • Model izlivka je geometrijsko enak industrijskemu izlivku. • Spodnji del, ki je delno potopljen ima cilindrično obliko z notranjim premerom 35 mm, zunanjim premerom 65 mm in dolžino 300 mm. • Zgornji del izlivka je cev iz nerjavnega jekla notranjega premera 35 mm. • Celotna dolžina izlivka je cca. 1,5 m, kar omogoča razvoj podobnih tokovnih pogojev na izstopu kot so na industrijski napravi.
Preizkuševališče in delovanje Preizkuševališče je shematsko prikazano na sliki 2. Voda izstopa iz rezervoarja (3) v črpalko (4), kjer je preko frekvenčne regulacije nastavljena na želen pretok, ki ga kontroliramo s merilnikom (5). Na vrhu preizkuševališča voda vstopa v izlivek in nato v kokilo. Na izstopu iz kokile sta serijsko nameščena dva ventila. Prvi, kroglični ventil (7) je namenjen polnjenju sistema ter zagonu in ustavitvi, drugi, membranski ventil (8), pa je namenjen natančni nastavitvi višine proste površine na vrhu kokile.
• Postavljeno je bilo preizkuševališče s testno sekcijo, ki je geometrijsko podobna industrijski livni napravi • Testna sekcija je izdelana iz transparentnega polikarbonatnega stekla, kar omogoča enostavno vizualizacijo. • Sistem omogoča enostavno spreminjanje hitrosti ulivanja, pozicije izlivka, sledenje vključkom in raziskavo vpliva livnega praška. • Preizkuševališče deluje zanesljivo in stabilno. • Preizkuševališče omogoča testiranje novih geometrijskih in procesnih izvedenk saj je gradnja adaptivna.
Reference 1. Šarler, B., R. Vertnik, M. Maček, 9th ECCC, 2017, p. 903-912 2. Šarler, B., R. Vertnik, A. Z. Lorbiecka, I. Vušanović, B. Senčič, II. BHM, 2014, vol. 159 (3), p. 99-107. 3. Šarler, B., R. Vertnik, A. Z. Lorbiecka, I. Vušanović, B. Senčič, Materials Science and Engineering, 2012, vol. 33, p. 1-8. 4. Gupta, D., S. Chakraborty, and A.K. Lahiri, ISIJ International, 1997. 37(7): p. 654-658. 5. Jin, X., et al., Ironmaking & Steelmaking, 2011. 38(2): p. 155-159.
Zahvala Delo sta finančno podprla Javna agencija za raziskovalno dejavnost RS (P2-0162 in L2-9246) in projekt “Projektno delo z gospodarstvom in negospodarstvom v lokalnem in regionalnem okolju – Po kreativni poti do znanja 2017 - 2020” (sofinancirano s strani Republike Slovenije ter Evropske unije iz Evropskega socialnega sklada).
79
Vrednotenje dinamiÄ?no obremenjenih
zvarnih spojev v avtomobilski industriji AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
VREDNOTENJE DINAMIÄŒNO OBREMENJENIH ZVARNIH SPOJEV V AVTOMOBILSKI INDUSTRIJI Matic Muc1, Vili MalnariÄ?1, Jernej Klemenc2 1 – TPV trĹženje in proizvodnja opreme vozil d.o.o., Kandijska cesta 60, 8000 Novo mesto 2 – Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojniĹĄtvo, Laboratorij za vrednotenje konstrukcij, AĹĄkerÄ?eva 6, 1000 Ljubljana
Metoda za doloÄ?itev kritiÄ?ne poĹĄkodbe
Optimizacija sestavnih komponent avtomobila • Masa avtomobilov se je v zadnjih 30 letih konstantno viťala:
Ideja:
A K A D E M I J A
• Na podlagi fiziÄ?nih testiranj izbrati parametre virtualnih vrednotenj s pomoÄ?jo katerih bomo doloÄ?ili kritiÄ?no poĹĄkodbo. Uporabljena programska orodja: • Izdelava mreĹže konÄ?nih elementov – Ansa • PreraÄ?un napetosti v materialu – Abaqus • DoloÄ?itev dobe trajanja – FEMFAT
S T R O J N I Ĺ T V A
• PoviĹĄana masa ni posledica slabega dela inĹženirjev temveÄ? dodajanja funkcij: • Varnostni elementi, • Navigacija, • Klima‌
• Prihranki mase mogoÄ?i pri optimizaciji mase nosilnih elementov podvozja. • ZmanjĹĄevanje mase nosilnih komponent za seboj potegne kompleksne oblike nosilcev, sestavljenih iz veÄ? kosov, ki so med seboj zvarjeni. • VeÄ?ina sestavnih delov avtomobila je obremenjena dinamiÄ?no. • DinamiÄ?no obremenjeni zvarni spoji zahtevajo posebno obravnavo, ki za seboj potegne kompleksne izraÄ?une.
2 0 1 8
Obratovalna trdnost
ReferenÄ?ni material – S355
| W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
• Z napovedovanjem dobe trajanja dinamiÄ?no obremenjenih komponent se ukvarja obratovalna trdnost.
• Cilj je izraÄ?un ĹĄtevila ciklov do poruĹĄitve oz. poĹĄkodbe, ki smo jo vnesli v material. • V zaÄ?etku ima vsak izdelek poĹĄkodbo D=0. • Minerjevo pravilo pravi, da se izdelek poruĹĄi pri kritiÄ?ni poĹĄkodbi D=1 (V praksi ne drĹži vedno).
đ?‘›đ?‘›đ?‘–đ?‘– đ??ˇđ??ˇđ?‘–đ?‘– = → ŕˇ? đ??ˇđ??ˇđ?‘–đ?‘– ≤ đ??ˇđ??ˇđ?‘˜đ?‘˜đ?‘˜đ?‘˜ đ?‘ đ?‘ đ?‘–đ?‘–
ZakljuÄ?ki • Oblikovali smo preizkuĹĄance za preizkuĹĄanje dinamiÄ?no obremenjenih zvarnih spojev. • Izdelali in potrdili smo metodo za doloÄ?evanje kritiÄ?ne poĹĄkodbe pri dinamiÄ?no obremenjenih zvarnih spojih. • Potrdili smo hipotezo, ki pravi, da znaĹĄa kritiÄ?na poĹĄkodba zvarjenca iz klasiÄ?nega jekla 0,5. • V nadaljevanju bomo izdelali korekcijo naklona WĂśhlerjeve krivulje pridobljene s FEMFATom.
Reference • Na podlagi Ĺže opravljenih eksperimentov vemo, da je kritiÄ?na poĹĄkodba jeklenih zvarjencev Dkr=0,5 – velja za klasiÄ?na jekla. • Cilj je poiskati metodo, ki bo omogoÄ?ala doloÄ?itev kritiÄ?ne poĹĄkodbe za posamezen material.
[1] Dokumentacija TPV d.o.o., Novo mesto. [2] D. Courtain, J. Beaudoin, M. Kwon: Potential and Challenge of Magnesium Sheet for Car Body Application. V: Car body process chain. Nurnberg, NemÄ?ija, 2015. [3] F. Ellyin: Fatigue Damage, Crack Growth and Life Prediction. Chapman and Hall, London, Velika Britanija, 1997. [4] Matic Muc: Napovedovanje dobe trajanja dinamiÄ?no obremenjenih zvarnih spojev, magisterij, Fakulteta za strojniĹĄtvo, Ljubljana, 2018.
83
Razvoj prečne vezi -
komponente podvozja AKADEMIJA STROJNIŠTVA 2018 IN 7. MEDNARODNA KONFERENCA STROJNIH INŽENIRJEV 25. oktober 2018, Cankarjev dom, Ljubljana, Slovenija
RAZVOJ PREČNE VEZI - KOMPONENTE PODVOZJA Vili Malnarič, Jurij Kranjc, Miha Končar, Patricia Šašek, Rajko Marinčič, Tomaž Savšek TPV d.o.o., Kandijska cesta 60, 8000 Novo mesto, Slovenija, v.malnaric@tpv.si
Uvod
A K A D E M I J A
• Analiza izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno) pri dinamičnem obremenjevanju
S T R O J N I Š T V A
Prečne vezi povezujejo kolesni sklop in šasijo vozila, kar predstavlja povezavo okolice z vozilom. Posledično so prečne vezi izpostavljene določenim obremenitvam. Pri razvoju prečne vezi so bile tako s pomočjo virtualnih vrednotenj analizirane in nato preko rekonstrukcije izhodiščnega modela izpolnjene zahteve po dovolj visoki togosti, odpornosti na statične in dinamične obremenitve ter uklonske sile. Pri konstruiranju je bilo treba upoštevati tudi zahtevane odmike prečne vezi od sosednih komponent, njeno kinematiko, zahteve po čim nižji masi in konstrukcijo izdelka, ki ne predvideva varjenja in je iz enega kosa. Slika 1: Primer prečnih vezi v vozilu [2]
• Analiza izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno) porušitvene trdnosti pri obremenitvi s pomikom v natezni smeri
Vhodni podatki in zahteve • Robni pogoji umestitve prečne vezi v vozilo
Kinematika
•
• Analiza in pripadajoči graf uklona izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno)
Odmiki od okolice
2 0 1 8
•
• Obremenitve
| W W W . Z V E Z A - Z S I S . S I
• Izhodiščni model prečne vezi
Zaključki Rezultati • Analiza izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno) začetka plastične deformacije pri natezni obremenitvi
• Analiza izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno) začetka plastične deformacije pri tlačni obremenitvi
• Izdelek zadostuje trdnostnim zahtevam začetka plastične deformacije in zahtevam porušitvene trdnosti pri obremenjevanju v nategu in tlaku. • Visokotrdnostni material izdelka omogoča izpolnjevanje zahtev po nižji masi in doseganju uklona izdelka v določenem intervalu sil • Dosežena vzdržljivost na dinamične obremenitve • Izdelek tvori samo en kos pločevine • Dosežena zadostna togost izdelka
• Analiza izhodiščnega (levo) in končnega modela (desno) porušitvene trdnosti pri natezni obremenitvi
Slika 2: Izgled končnega modela prečne vezi
Literatura [1] TPV d.o.o. Lastni izsledki razvoja in raziskav ter druga dokumentacija. Novo mesto [2] Autoevolution (marec 2018). How Multi-Link Suspension Works. Dostopno na: https://s1.cdn.autoevolution.com/images/news/how-multi-link-suspension-works-7804_2.jpg. [3] Dowling N. (1993). Mechanical Behaviour of Materials: Engineering Methods of Deformation, Fracture, and Fatigue. Englewood Cliffs. New Jersy: Prentice-Hall International. Inc. [4] ABAQUS/CAE (2017). Program za analize obremenitev po metodi končnih elementov (FEM). Dassault Systèmes, Simulia Corporation [5] FEMFAT 5.2. Program za analizo dinamičnih obremenitev po metodi končnih elementov (FEM). MAGNA, MAGNA Powertrain
85