Bachelor's Thesis

Topological optimization of the pulley frame

Final Thesis 2.94 MB

Author of thesis: Bc. Jonáš Horňák

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D.

Reviewer: Ing. Přemysl Pokorný, Ph.D.

Abstract:

This bachelor thesis focuses on the topology optimization of the frame to minimize the weight or other key parameters of the structure, while maintaining the necessary strength
and stability. The thesis will conduct research in the subject, design and calculate the frame of the pulley, define boundary conditions for topology optimization, build a computational model for simulation and finally evaluate and compare the results obtained with the initial frame.

Keywords:

Crane hook block, Frame, Topology optimization, Finite element method, Ansys, MSC Apex Generative Design

Date of defence

12.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student prezentoval svou závěrečnou práci a odpověděl na otázky vedoucího i oponenta. Dále odpovídal na dotazy členů zkušební komise a to následovně: Zhodnocení výstupu z hlediska hmotnosti. - odpověděl

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Automotive Engineering

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Robert Brázda, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Miroslav Rousek, CSc. (místopředseda)
Ing. Přemysl Pokorný, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hloska, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Lukáš Zeizinger, Ph.D.

Práce se zabývá topologickou optimalizací rámu kladnice, tedy konstrukčního prvku využívaného v oblasti zdvihací techniky. Rešeršní část je rozsáhlá, podrobně se věnuje metodám topologické optimalizace a srovnává různé přístupy (např. SIMP, ESO, BESO, level-set). Praktická část zahrnuje návrh výchozího modelu, vytvoření MKP analýz, optimalizačních scénářů a následné porovnání výsledků.

Po odborné stránce je práce zpracována kvalitně. Autor správně definuje okrajové podmínky, využívá komerční softwarové nástroje (ANSYS, MSC Apex Generative Design) a výsledky věcně interpretuje. Zadání bylo technicky splněno v plném rozsahu.

Zadání bylo po technické stránce splněno.

Hlavní výtky se týkají formální stránky. V práci chybí odkazy na některé obrázky, což ztěžuje orientaci.

Mimo výše uvedeného je v práci i několik dalších drobných nedostatků formálního charakteru. Konkrétně se jedná o:
- občasné typografické chyby,
- občas nevhodné větné formulace,
-někdy nepřesná terminologie.


Předložená práce má i přes některé drobné formální nedostatky celkově velmi dobrou úroveň a je plně v souladu se zadáním. Pan Jonáš Horňák prokázal ve své bakalářské práci odpovídající zkušenosti a znalosti studovaného oboru a tím i schopnost budoucí samostatné práce či pokračování v dalším stupni vysokoškolského studia a doporučuji tuto práci k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Přemysl Pokorný, Ph.D.

Ve své závěrečné práci se student věnuje topologické optimalizaci rámu kladnice. Rešeršní část přehledně popisuje metody optimalizace a popisuje různé přístupy. Další část práce popisuje vlastní optimalizaci s využitím simulačních prostředí (ANSYS, Apex Generative Design).
Práce je zpracována poměrně pečlivě, přesto se v ní student dopustil jistých pochybení, převážně formálního charakteru.
Zejména mám tyto připomínky:
- občasné užití nepřesné terminologie
- některé nevhodné větné formulace
- optimalizovaný model postrádá zakrytování kladek
Celkově má práce solidní úroveň a zcela splňuje požadavky zadání. Pan Jonáš Horňák ve své práci prokázal odpovídající znalosti studovaného oboru a schopnost budoucí samostatné práce či pokračování v dalším stupni vysokoškolského studia. Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Existuje nějaké riziko při hypotetickém použití příliš lehké kladnice u jeřábu?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová