Bachelor's Thesis

Design of a fixture for measuring the stiffness and damping of bearings damping elements

Final Thesis 6.05 MB Appendix 34.2 kB

Author of thesis: Libor Pešek

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Reviewer: Ing. Gabriel Cabaj

Abstract:

This bachelor’s thesis focuses on O-rings, specifically on the measurement of their stiffness and damping. It describes the procedure for designing a measuring fixture and analyzes the advantages and disadvantages of both the implemented and the considered alternatives. Using the designed fixture, four O-ring sizes were measured, and the measurement procedure and evaluation of the results are described. The stiffness values fell within the expected range, while the damping values are only indicative due to the limitations of the fixture. The thesis further explains the phenomena observed during the measurements and discusses the limitations of the fixture as well as possibilities for its future improvement.

Keywords:

o-rings, stiffness, damping, viscoelasticity, oscillation, design of a fixture

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svoji bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté byly členy komise položeny následující otázky: Nedochází utahováním šroubu ke zkroucení O-kroužku, jak bylo měřeno jeho stlačení? Proč je důležitá výrobní tolerance středového šroubu? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako dobrá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

Ing. Martin Appel, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Radek Vlach, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (člen)
Ing. Lubomír Houfek, Ph.D. (člen)
Ing. David Vlachý (člen)
Ing. Michal Bastl, Ph.D. (člen)
Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. (člen)
Pplk. Ing. Radek Doskočil, Ph.D. (předseda)

Supervisor’s report
Ing. Jan Pokorný, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývá návrhem přípravku pro měření tuhosti a tlumení pryžových částí ložisek, konkrétně O-kroužků. Student provedl rešerši, navrhl a realizoval měřicí přípravek a následně provedl měření vybraných O-kroužků při různých úrovních předstlačení.

V praktické části student posoudil několik konstrukčních variant a navrhl finální podobu přípravku. Tento přípravek byl využit pro měření tuhosti, kde byly získány konzistentní a dobře interpretovatelné výsledky. Součástí práce bylo také měření tlumení.

Při měření tlumení se však projevilo významné omezení přípravku vlivem tuhého dorazu, který ovlivňuje dynamickou odezvu soustavy. Získané hodnoty tlumení jsou výrazně závislé na způsobu zpracování dat a volbě filtračního pásma, což omezuje jejich vypovídací hodnotu. Oceňuji však snahu studenta dostupná data vyhodnotit, doplnit práci simulací vlivu dorazu a navrhnout možné úpravy přípravku.

Práce vykazuje určité nedostatky zejména v rešeršní části, která je poměrně stručná a pracuje s omezeným množstvím zdrojů. Text místy postrádá stručnost a technickou přesnost formulací. Určité rezervy spatřuji také v interpretaci výsledků měření tlumení, kde by bylo vhodné podrobněji diskutovat vliv zvolených parametrů zpracování dat na získané hodnoty.

Student splnil stanovené cíle práce a prokázal schopnost řešit technický problém od návrhu přípravku přes realizaci experimentu až po základní analýzu získaných dat.

Předloženou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou C.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti C
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací C
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
Ing. Gabriel Cabaj

Predložená bakalárska práca patrí do kategorie experimentálneho modelovania, čo prevyšuje bežné požiadavky kladené na tento typ práce. Z tohto dôvodu je nutné autorovu snahu pochváliť. Je možné konštatovať, že všetkých 5 vytýčených cieľov bolo splnených. Autor v prvej časti popisuje metódy a vlastný výber prípravku na meranie tuhosti a tlmenia o-krúžku. Prezentované výsledky tuhosti sú vierohodné, s korektnou regresiou a zohľadnením relaxácie materiálu. Ich verifikácia by však mohla byť prevedená komplexnejším spôsobom. Verifikácia tvrdením „Přípravek fungoval, jak jsem očekával, a zvolenou metodou jsem se dostal k hodnotám tuhosti, které se nacházely v mezích, které jsme s vedoucím očekávali." nie je dostatočná. Bolo by vhodné použiť buď výsledky z inej metódy, alebo dostupné dáta z literatúry. Meranie tlmenia je slabšou stránkou práce, ako uvádza sám autor, výsledky sú len orientačné, silne závislé na voľbe frekvenčného pásma a nie sú nijako verifikované. Hoci, podľa textu, autor pre každú konfiguráciu vykonal 7-9 meraní, na vyhodnotenie použil vždy len jeden vybraný priebeh. V práci tak chýba akákoľvek štatistika a nie je zrejmé, aké sú rozptyly vo výsledných hodnotách ani aká je opakovateľnosť merania. Bolo by vhodné uviesť aspoň priemer a smerodajnú odchýlku z viacerých rázov. Na druhej strane je nutné oceniť autorovu sebareflexiu a prevedenie simulácie nad rámec zadania, ktorou sa snažil potvrdiť hypotézu, prečo sú výsledky silne závislé na frekvenčnom pásme a že prítomný doraz v sústave spôsobuje nelineárnu odozvu. Autor síce uvádza, že simulácia hypotézu o doraze jednoznačne nepotvrdila a že nemožno rozhodnúť, či ide výhradne o doraz, no v závere ho napriek tomu označuje za jednoznačne hlavnú príčinu nelinearity; miera istoty v týchto tvrdeniach nie je konzistentná a záver pôsobí silnejšie, než dovoľujú prezentované výsledky. Jazyková úprava nezodpovedá štandardom technických prác a pripomína skôr denník: nejednotné používanie jednotného a množného čísla, striedanie českých a anglických popisov obrázkov a neštandardné, vágne tvrdenia, ako napríklad „senzor síly je zde tedy naprosto zbytečný" či „navíc ho (materiál) senzor musí znát". Práca má potenciál a autora je nutné oceniť, na druhej strane však jej prevedenie a popis metodiky majú podpriemernú úroveň. Po objasnení doplňujúcich otázok navrhujem hodnotiť prácu známkou D/uspokojivo.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Mohli by ste prosím ukázať akým kritériom ste z FFT (obr. 6.11) zvolili dominantnú frekvenciu, okolo ktorej filtrujete pásmo +-50 Hz? Aká je hodnota tejto zvolenej frekvencie?
  2. V tabuľke 6.2 uvádzate výpočet tlmenia pomocou vzťahu (3.11) Aká bola prosím použitá hodnota hmotnosti a ako bola stanovená?
  3. Ako sa líšíli vyhodnotené hodnoty tlmenia medzi jednotlivými údermi pre tú istú konfiguráciu?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová