Optimization analysis of brake wheel

Předmětem této diplomové práce je optimalizační analýza brzdového kotouče. Jedná se o kotoučové brzdy, které se používají při sjezdových závodech horských kol v extrémních podmínkách. Jde o první výrobek tohoto druhu u nově vzniklé firmy, která tento produkt vyrobila intuitivním přístupem. Intuitivní přístup vedl k ne zcela optimální konstrukci, jejíž negativní vlivy se projevily při testovacích zkouškách. Provést optimalizační analýzu znamená zjistit a analyzovat stávající vlastnosti, na základě nich pak rozhodnout které faktory ovlivňují tyto nevhodné projevy, navrhnout další řešení a ověřit ho. Vlastnosti brzdového kotouče byly zjišťovány experimentálně. Pro realizaci a vyhodnocení experimentu byla zvolena metoda plánování měření, která ke zpracování výsledků využívá regresní analýzu. Tímto postupem je možno efektivně dosáhnout výsledků měření. Experiment byl zaměřen na získání dat o teplotních projevech brzdového kotouče při jeho zatížení. Na základě těchto dat byl poté naladěn výpočtový model a proveden výpočet pomocí metody konečných prvků programem ANSYS WORKBENCH. Výpočty byly také koordinovány pomocí plánování výpočtu, a byly zaměřeny na teplotní deformaci a napjatost. Výsledky, které byly dosaženy touto metodou, byly vyhodnoceny pomocí regresní analýzy, a následně se staly podnětem pro návrh nové konstrukce brzdového kotouče.Subject of this diploma thesis is break wheel optimalization analysis. Break wheels are used in mountain bike downhill races in extreme conditions. It is the first product of this type of an emergent company that was made by the use of intuitive approach. The reason for optimalization is improper behavior of existing solution that occurred during testing. This optimalization consists of finding and analyzing existing characteristics, deciding which factors influence this improper behavior, suggesting new solution and verification of this solution. Break wheel characteristics were detected in an experiment. For realization and evaluation of this experiment, a method named Design of experiments, was selected. This method is used for elaboration of results coming from the Regression analysis. It is possible to effectively achieve the result data by using this procedure. The experiment was oriented to gain data of temperature behavior of break wheel during real load. Mathematical model was adapted on the basis of this data and finally, the calculation was made by the use of Final element method by ANSYS WORKBENCH. Calculations were also coordinated through Design of calculation, and were oriented on temperature deformation and stress. Solution achieved by the Final element method, was evaluated by the Regression analysis and served as a proposition for a new break wheel construction.