Multifunkcionális térelválasztó rendszer tervezése
7. A borítás kialakítása
A szerkezeten a borítás, azaz a forgó penge fölé helyezett védő burkolat, szerepe fontos, hisz ez az alkatrész védi mind a vágóhengert és a szerkezet működtetése közben a felhasználó környezetében lévő személyeket az esetleges balesetektől. Ha a vágóhenger felkap valamilyen szilárd anyagot, mint például kavicsot vagy fa szilánkot, akkor ez a burkolat meggátolja, hogy a gyorsan forgó penge azt kidobja és sérülést okozzon másoknak.
Irodalomjegyzék
[1] Sarka Ferenc, Dr. Szente József: Interaktivitás a tervezésben és a prototípusgyártásban. Elektronikus tankönyv. 2011. p. 49.
www.tankonyvtar.hu/hu
[2] Dr. Antal Miklós – Bonamid Tervezési Segédlet 1983
[3] Keresztes Róbert Zsolt – Műszaki anyag/acél csúszópárok tribológiai kutatása, Ph.D.
[4] Ungár Tamás – Vida András – Segédlet a Gépelemek I-II.Kötetéhez
Köszönetnyilvánítás
A bemutatott kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
Orvosi szívmonitorozó rendszerrel ellátott mobiltelefon tervezése
Veres Ádám
Ipari termék- és formatervező mérnöki szak Bevezetés
A szakdolgozatom témájának alapjául egy ipari megbízás szolgált, mely során az Itn-Tech Development kft. megbízott egy általuk tervezett készülék illetve annak kiegészítőinek formatervezésével illetve az eszköz kezelőfelületének megtervezésével. A piacteremtő ötlet egy olyan készülék megalkotása mely a páciens beültetett szívimplantátumával képes kommunikálni, adatokat szinkronizálni vele, ezáltal megkönnyítve a páciens életét azzal, hogy csökkenti az orvosnál töltött idő mennyiségét, hiszen a szinkronizált és kiértékelt adatokat újgenerációs mobilhálózaton keresztül a készülék közvetlen a megbízott orvosnak is tudja továbbítani elemzésre. A készülék további legfőbb szolgáltatási egy olyan automata riasztási protokoll, mely, ha a páciens állapota megköveteli automatikusan tudja riasztani a helyi kórházat.
Emellett természetesen a riasztási protokollt a páciens maga is kezdeményezheti. A szolgáltatások hardveres alapját 4 részegység adja ki, melyek a szívimplantátumból, a külső egységből (melynek formaterve lesz a fő feladat), egy vezeték nélküli implantátum töltőből, és egy fő dokkoló egységből állnak. Ezen részegységek összehangolt működése fogja biztosítani a kényelmes és biztonságos használatot.
A tervezés megkezdése
A tervezést a Brainstorming folyamatával kezdtem, mely során minden eszembe jutó ötletet rögzítek írásos vagy skiccelt kép formátumában.
1. ábra
Az első látványtervek egyike
2. ábra
A kiválasztott formakoncepció
Mivel a tervezés kontrollált, ezért a továbbvitt megoldásvázlatokat a megrendelő igényei, javaslatai alapján választottam ki, dolgoztam tovább. A tervezés következő lépéseként megvalósítottam három
dimenzióban is a kiválasztott formatervet, egy poligon alapú rendszerben működő 3D modellezőben, valamint elkészítettem a formaterv modellező plasztikból készült kézzel fogható verzióját, melyet ergonómiai szempontok szerint vizsgáltam.
3. ábra
A koncepció megvalósítása 3D‐ben
A kezelőfelület kialakítása
Mikor a tervezés elért ahhoz a fázishoz, ahol el lehet kezdeni a külső eszköz prototípus-gyártásának elkészítését, ezzel a folyamattal párhuzamosan, egyelőre nagyobb prioritásban, megkezdtem a grafikus kezelőfelület felépítését, grafikus elemeinek megvalósítását. A kezelőfelület kidolgozásának első lépéseként meg kellett határozni a kezelőfelülettel szemben támasztott követelményeket, illetve a használni kívánt szolgáltatásokat. A kezelőfelület logikai elrendezésének kidolgozása után neki láttam a megjelenített képernyők, szolgáltatások ikonjainak, gombjainak a megtervezéséhez. Mivel a termék idősebb korosztályokat célozza meg, fontos szempont volt, az egyszerű logikai felépítés, és az egyszerű, könnyen értelmezhető grafikus piktogramok használata, ezen felül a megfelelő kontrasztú színvilág meghatározása.
4. ábra A főmenü gomb grafikája
A fentebbi ábrákon láthatunk egy elkészített grafikus ikont, a már elfogadott színvilággal, illetve grafikákkal. A színvilág egy közepesen világos semleges zöld ( RGB 94;204;104 ) és fekete (RGB 0;0;0 ) kombinációjából adódik. Ez a két fő használt szín a grafikus felületen, melynek kontrasztossága megfelelő, erős érték. A grafikus felületet igyekeztem úgy felépíteni, hogy a lehető legjobban megfeleljen a leendő célközönség vélt vagy valós igényeinek. A gombok nagy részének információ átadása csakis piktogramokkal, grafikus úton történik, hiszen azok ha berögzültek sokkal gyorsabb, dinamikusabb parancsbevitelt tesznek lehetővé, amely vész esetén életet menthet, például egy riasztási protokoll indítása közben. Szöveges információ megjelenítés csak a külső egység és az implantátum beállításainak a gombjain van jelen, az információs sávon kívül, melynek fő célja a szöveges információ kijelzés az adott folyamatok futási állapotáról, emellett azon találhatjuk meg az aktuális időt és dátumot is.
5. ábra
Az elkészült kezelőfelület főképernyőjén összesen 9 gombot láthatunk, fölöttük a szöveges információs sávot.
A prototípusgyártás előkészítése
A következő lépés során elkészítettem a külső egység formatervét a Solid Edge CAD környezetben, ahol aztán kidolgoztam, elkészítettem az elő- illetve hátlap alkatrészeket, majd elkészítettem a belső hardver alkatrészeinek is a 3D CAD modelljét. Végső lépésként összeszereltem az alkatrészeket a virtuális térben, melyet már lehet véges elemes módszerrel elemezni, aztán finomítani, változtatni akár az összeszerelés módján akár a formaterven. Végső lépésként a CAD környezetből közvetlenül is készíthető prototípus alkatrészenként, 3D nyomtatással.
6. ábra
Az összeszerelt modell, végső látványterve
Irodalomjegyzék
[1] Szente József, Bihari Zoltán: Gépelemek, alkatrészek számítógépes tervezése - Terméktervezés, Miskolc: HEFOP, 2005. 150 p.
[2] Kamondi L. - Takács, Á.:Objektum semleges géptervezés.
Szakmérnöki jegyzet. (Társszerző: Takács Ágnes). Készült: ,,A felsőoktatás szerkezeti és tartalmi fejlesztése" CAD/CAM/FEM kompetencia kurzusok projekt keretében (HEFOP-3.8-P-2004-06-0012).
Miskolc, 2006
[3] Péter J., Dömötör Cs.: Ipari design a fejlesztésben,
Miskolc-Egyetemváros, 2011., elektronikus jegyzet, http://www.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop425/0001_1A_G3_07_ebo
ok_ipari_design_a_fejlesztesben/G3_07_ipari_design_a_fejlesztesben_
1_1.html
[4] Bercsey, T. - Döbröczöni, Á. - Dubcsák, A. - Horák, P. - Kamondi, L. - Péter, J. - Scholtz, P.: Új termék kifejlesztése és bevezetése, a piacravitel ideje és az azt meghatározó tényezők. Miskolc, 1997.
Jegyzet a Phare HU 9305 program támogatásával, pp: 1/258.
[5] Dr. Szente József - Bihari Zoltán: Interaktív mérnöki kommunikáció és tervezést támogató CAD rendszerek. Elektronikus tankönyv. 2011. p.
107. www.tankonyvtar.hu/hu
[6]Szabó J. Ferenc, Bihari Zoltán, Sarka Ferenc: Termékek, szerkezetek, gépelemek végeselemes modellezése és optimálása.
Szakmérnöki jegyzet. Készült a Foglalkoztatáspolitikai és Munkaügyi Minisztérium (HEFOP) Humánerőforrás-fejlesztés Operatív Program keretében (elektronikus jegyzet), Miskolci Egyetem, Miskolc, 2006
[7] Szabó J. Ferenc, Sarka Ferenc, Tóbis Zsolt: Numerikus analízis, szimuláció, termékminősítés. Oktatási segédlet (jegyzet), TÁMOP-4.1.2.-08/1/A-2009-0001, G3-08 Modulelem, Miskolci Egyetem, Miskolc, 2011. március.
Köszönetnyilvánítás
A bemutatott kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt részeként az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
Áramlási jellemzők vizsgálata nyugvó közegben mozgó síkfelületen
Csáti Zoltán Gépészmérnöki MSc
Áttekintés
• Bevezetés
• Matematikai modell
• Megoldási módszerek
ο iteratív transzformációs módszer ο véges differencia módszer ο pszeudospektrál módszer
• Összefoglalás, további célok
Bevezetés
• A dolgozat célja
• Prandtl határréteg elmélete
• Alkalmazási területek ο meleg hengerlés ο fémmegmunkálás ο folyamatos öntés
Matematikai modell képSakiadisflowfigure
• vr(x,y)=u(x,y)ir+v(x,y)rj
• v u
• Alapegyenletek
=0
∂ +∂
∂
∂ y v x u
• Sebességre vonatkozó alapegyenlet:
• , γ K/ ρ
y u y γ u y y v u x u u
n
⎟ =
⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
∂
∂
∂
∂
∂
= ∂
∂ + ∂
∂
∂ −1
• Peremfeltételek ο u(x,0)=Uw ο v(x,0)=0
ο w
y u(x, ) U
lim =
→ 0
• Peremérték-feladat f(η) -ra
( )
0 1
0 0
0
1 0
1 1
′ =
′ =
=
′′= + +
′′
′′
∞
→
− ′
) η ( f lim , ) ( f , ) ( f
f n f f f
η n
• Ellenállás-tényező
) ( f
| ) ( f
| Re ) n (
CD = +1 n1+1 −nn+1 ′′ 0 n−1 ′′ 0
• Fal menti nyírófeszültség
) ( f
| ) ( f x |
KU ) ρ
x (
τ n n
w n n
w 0 1 0
3 ′′ ′′
⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎣
=⎡ −
ITM Iteratív transzformációs módszer
• Skálázási csoport
β
αf, η λ
λ
g= ∗=
• Invariancia: ha f(η) megoldás, g(η∗)=λαf(λβη) megoldás
• Bővített skálázási csoport
h λ h , η λ η , f λ
g= α ∗= β ∗ = γ
• Módosított peremfeltételek
p η
p, lim f (η) h h
) ( f , ) (
f = ′ = ′ = −
∞
→ 1
0 0
0
• Kezdetiérték-feladat
( )
1 0 0
0 0
1 0
1 1
−
′′ =
′ =
=
′′= + +
′′
′′
∗
− ′
) ( g , h ) ( g , ) ( g
g n g g g
p n
• Megoldás
ο Megoldás: ode113, intervallumfelezĂ©s ο Előnyök, hátrányok
Sakiadisfprime
FDM Véges differencia módszer
• Intervallum csonkítás: [0,∞)→[0,L]
• Kvázi-egyenközűfelosztás
N / h ), N n
( , h ξ ξ , ξ ], , [
ξ∈ 01 0 =0 n+1= n+ =0K −1 =1 0
1− >
−
= cln( ξ), c x
1 0
1
0 − < <
⎟ =
⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ = +
+ = (n N ), α
N α ξ n
x
xn α K
• Függvényközelítés
) x ( u u , x x
u u dx
du
, x u x
x x
x u x
x x u
n n
n n
n n n
n n n n n n n
n n n n
=
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛ −
≈ −
−
−
− +
−
≈
+ +
+ +
+ + + +
+ + +
4 1 4
2 3 1
21 21
21
2
1
1 1 1
1
• Egyenletrendszer megoldása
ο Levenberg-Marquardt, trust-region dogleg ο Jacobi-mátrix: blokkos, sávos szerkezet, méret:
) N ( ) N
(3 +3 × 3 +3
)
ο Kezdővektor: U(0 =[01K3N +3]T ο Adott anyagnál paraméterek: c , N
ο Számítási idő( N =300 , c=5 , n=1 ):
táblázat
ο Eredmények, hibabecslés táblázat
PSM Chebyshev pszeudospektrál módszer
• pszeudospektrál módszer
ο kollokációs pontok: x0,K,xN ο interpolációs függvény
) x ( p a u
P n n
N
n
N
∑
=
=
0
• Chebyshev polinomok jellemzői ο értelmezés
N
0 ∈
∈
=cosnθ, θ [ ,π],n )
θ (cos Tn ο rekurziós megadás
2 2
1
2 1
1 0
≥
−
=
=
=
−
− (x) T (x), n xT
) x ( T
, x ) x ( T
, ) x ( T
n n
n
ο szélsőértékhelyek (CGL): xj =cos( jπ/N), j=0,K,N
• CGL pontok
] , [ x ]
, [ ζ ]
L , [ ξ ) , [
η L x ζ
ζ ξ
1 1 1
0 0
0∞ → ∈ ⎯⎯ →⎯ ∈ ⎯⎯2⎯⎯1→ ∈ −
∈ = = −
• Peremérték feladat f(x) -re
. ) ( f , / L ) ( f , ) ( f
,
| f
| L f
) n ( f n L
n n
0 1 2
1 0
1
4 1 1
8 2 2
2 3
=
=
−
=
−
⎟⎠
⎜ ⎞
⎝
⎛
− +
′
′
−
− ′′
′′′
• Túlhatározott egyenletrendszer
• Peremfeltételek számának csökkentése