Bachelor's Thesis

The Design of Formula Student Brake Disc

Final Thesis 3.35 MB

Author of thesis: Ing. Pavel Novosad

Acad. year: 2020/2021

Supervisor: Ing. Ondřej Blaťák, Ph.D.

Reviewer: Ing. Petr Hejtmánek, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis deals with Formula Student vehicle Electric Dragon 2 brake disc desings. Proposed designs underwent thermal and stress analysis based on relevant literature. The main criterion is keeping the disc temperature in the optimal operating window for brake pads while reducing weight. Durability of the discs is set to one racing season. Final design is compared to the previous one used in older generations of the vehicle.

Keywords:

Brake disc, finite element method, stress analysis, heat dissipation, Formula Student

Date of defence

15.06.2021

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student seznámil zkušební komisi s průběhem řešení, výsledky a závěry své závěrečné práce. V návaznosti na posudek oponenta zodpovídal následující otázky oponenta: 1) Jsou hodnoty teplot kotoučů na vozidle Formule Student za jízdy měřeny? Případně jakým způsobem by se daly měřit? Hodnocení odpovědi: Zodpovězeno 2) Které použité vstupní parametry mohou do simulací vnášet největší nepřesnosti a tím nejvíce ovlivňovat chybu výsledku? Hodnocení odpovědi: Zodpovězeno Dále byly členy komise studentu položeny následující otázky: 3) Jaké okrajové podmínky pro proudění uvnitř kola byly zvoleny pro simulace? Hodnocení odpovědi: Částečně zodpovězeno 4) Jakým způsobem byl navrhnut tvar kotouče? Hodnocení odpovědi: Částečně zodpovězeno 5) Jak je počítán součinitel přestupu tepla na kotouči? Hodnocení odpovědi: Zodpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Automotive Engineering

Study programme

Engineering (B3S-P)

Field of study

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Pavel Novotný, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Kaplan, CSc. (místopředseda)
Ing. David Svída, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Janoušek, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Prokop, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Ondřej Blaťák, Ph.D.

Bakalářská práce pana Novosada řeší problematiku návrhu brzdového kotouče formule Student.
Rešeršní část obsahuje informace z oblasti konstrukce kotoučů brzd, jejich materiálů a také stručný úvod do teorie přenosu tepla. Stěžejní část práce již řeší přímo konkrétní provedení kotouče brzdy pro formuli Student. Jsou určeny jednotlivé zátěžné stavy, proveden samotný konstrukční návrh a realizovány MKP analýzy.
Pan Novosad sám inicioval vypsání tohoto tématu bakalářské práce. Jeho velké nadšení pro celý projekt formule Student, ale především samostatnost se projevovaly i v průběhu samotného řešení bakalářské práce. Je třeba říci, že celé zpracování svým rozsahem, ale i složitostí problematiky jednoznačně přesahuje běžnou bakalářskou práci. Přestože určení některých vstupů může být dosti zjednodušené, celkový přístup k řešení je možné považovat za správný. Veškeré výpočetní výstupy by však bylo vhodné ověřit experimentem, což však již jednoznačně přesahuje rozsah zadání a bakalářské práce obecně. Student rozhodně prokázal schopnost aplikovat teoretické znalosti získané v průběhu studia k řešení samostatných dosti náročných technických problémů. I po grafické a stylistické stránce je práce na velmi dobré úrovni a lze ji doporučit k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level A
Work with used sources including quotations A
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Petr Hejtmánek, Ph.D.

Bakalářská práce pana Novosada je zaměřena na konstrukci brzdového kotouče s využitím pokročilých výpočtových metod. Kromě samotného návrhu obsahuje práce i stručnou rešerši základních komponent brzdových systémů. Práce je po všech stránkách na velmi vysoké úrovni a nelze ji téměř nic vytknout, snad jen místy je text přehlcen cizími termíny, čímž se snižuje srozumitelnost, použití českých ekvivalentů by čitelnost jistě zlepšilo. Vyzdvihnout lze zejména nesnadnou výpočtovou analýzu kombinující mechanické a tepelné zatěžování, byť platnost jejich výsledků lze ověřit patrně pouze experimentem. Celkově se jedná o velmi zdařilou bakalářskou práci, která se v několika ohledech vyrovná i leckteré práci diplomové.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory
Logical arrangement of thesis and its layout A
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations A
Topics for thesis defence:
  1. Které použité vstupní parametry mohou do simulací vnášet největší nepřesnosti a tím nejvíce ovlivňovat chybu výsledku?
  2. Jsou hodnoty teplot kotoučů na vozidle Formule Student za jízdy měřeny? Případně jakým způsobem by se daly měřit?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová