Σχεδιασμός τριβολογικών δομών εμπνευσμένων από τη φύση και αποτίμηση της επίδρασης τους στη ροή του φιλμ μεταξύ περιστρεφόμενων δίσκων κάνοντας χρήση υπολογιστικών μεθόδων

Αδαμόπουλος, Γεώργιος; Adamopoulos, Georgios

dc.contributor.author	Αδαμόπουλος, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Adamopoulos, Georgios	en
dc.date.accessioned	2024-06-21T10:06:31Z
dc.date.available	2024-06-21T10:06:31Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59759
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27455
dc.rights	Default License
dc.subject	Βιομιμητισμός	el
dc.subject	Πεπερασμένα στοιχεία	el
dc.subject	Τριβολογία	el
dc.subject	Δίσκος υγρής τριβής	el
dc.subject	Δίσκος υγρής τριβής	el
dc.subject	Biomimetic design	en
dc.subject	Finite element analysis	en
dc.subject	Wet clutch	en
dc.subject	Wet friction disc	en
dc.subject	Tribology	en
dc.title	Σχεδιασμός τριβολογικών δομών εμπνευσμένων από τη φύση και αποτίμηση της επίδρασης τους στη ροή του φιλμ μεταξύ περιστρεφόμενων δίσκων κάνοντας χρήση υπολογιστικών μεθόδων	el
dc.title	Design of nature-inspired tribological features and investigation of their effect on the lubrication aspects consindering the flow between rotating discs and by using numerical methods	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Στοιχεία μηχανών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-03-27
heal.abstract	Στη σύγχρονη εποχή, η εξέλιξη της τριβολογίας είναι κρίσιμη για τη βιωσιμότητα και την απόδοση των μηχανικών συστημάτων. Η αρχή μετάδοσης της κίνησης μεταξύ δύο ή περισσότερων ανεξάρτητων συστημάτων αποτελεί αντικείμενο μελέτης των ανθρώπων εδώ και πολλές δεκαετίες, με σκοπό την κατά το δυνατόν μικρότερη απώλεια ενέργειας με την ταυτόχρονη επίτευξη της μεγαλύτερης δυνατής απόδοσης. Η βιομίμηση προσφέρει πρωτοποριακές λύσεις στο σχεδιασμό τριβολογικών δομών. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στο σχεδιασμό τριβολογικών δομών εμπνευσμένων από τη φύση καθώς και στην αποτίμηση της επίδρασης τους στη ροή του φιλμ μεταξύ περιστρεφόμενων δίσκων με την χρήση υπολογιστικών μεθόδων. Αρχικώς αναλύονται οι επιρροές από διάφορες δομές και μοτίβα που εμφανίζονται από το ζωικό και φυτικό βασίλειο και μπορούν να ενσωματωθούν στην τεχνολογία της τριβολογίας. Σημασία δίνεται στον τρόπο με τον οποίο αυτές οι φυσικές δομές επηρεάζουν την απόδοση της υδροδυναμικής λίπανσης καθώς και στη μείωση της τριβής, επισημαίνοντας πώς μπορούν να εφαρμοστούν αυτές οι γνώσεις στο σχεδιασμό τριβολογικών δομών. Τα ευρήματα επισημαίνουν τη σημασία της μικρογεωμετρίας στην τριβολογική απόδοση, προτείνοντας νέες προοπτικές για την ενσωμάτωση του βιομιμιτικού σχεδιασμού στην τριβολογική τεχνολογία. Για αυτό το λόγο κρίθηκε σκόπιμη μια διερεύνηση της επιρροής που έχουν αυτές οι μικρογεωμετρίες καθώς και οι διαστάσεις τους. Έτσι πραγματοποιήθηκε η παραμετροποίηση των βασικών διαστάσεων τους με σκοπό την επαλήθευση της επιρροής τους. Για να είναι αποδοτικό το προσομοίωμα που χρησιμοποιήθηκε, τόσο από άποψη υπολογιστικού κόστους όσο και ως προς την ακρίβεια των αποτελεσμάτων που παρέχει, χρειάστηκε μια διερεύνηση του είδους των πεπερασμένων στοιχείων που θα χρησιμοποιηθούν, καθώς και της πυκνότητας του πλέγματος αυτών. Στην συνέχεια, έγινε εφαρμογή των εντατικών μεγεθών που προκύπτουν από την ανάλυση για τον έλεγχο ορισμένων παραμέτρων σε διάφορες ταχύτητες περιστροφής στην κατάσταση ανοικτής λειτουργίας όπου η ροή είναι μόνιμη και η παροχή λιπαντικού μέσω της αντλίας είναι σταθερή και ίση με 0.3L/min για το σύνολο του δίσκου. Με βάση τις αναπτυσσόμενες ροπές, πιέσεις και ταχύτητες που προέκυψαν από τις αναλύσεις πεπερασμένων στοιχείων πραγματοποιήθηκε η σύγκριση για όλες τις παραμετροποιήσεις με σκοπό την εύρεση της πιο αποδοτικής δομής από άποψη μείωσης των απώλειών καθώς και βελτίωσης της υδροδυναμικής λίπανσης.	el
heal.abstract	Nowadays, the evolution of tribology is critical for the sustainability and performance of mechanical systems. The principle of motion transmission between two or more independent systems has been a subject of study for many decades, aiming to minimize energy loss while achieving the highest possible efficiency. Biomimicry offers innovative solutions in the design of tribological structures. This thesis focuses on the design of nature-inspired tribological structures and the evaluation of their impact on the flow of the film between rotating disks using computational methods. Initially, influences from various structures and patterns found in the animal and plant kingdoms that can be incorporated into tribology technology are analyzed. Emphasis is given to how these natural structures affect the performance of hydrodynamic lubrication and the reduction of friction, highlighting how these insights can be applied in the design of tribological structures. The findings underscore the importance of microgeometry in tribological performance, proposing new perspectives for the incorporation of biomimetic design in tribological technology. Therefore, an investigation into the influence of these microgeometries and their dimensions was deemed appropriate. This led to the parametrization of their key dimensions to verify their impact. For the simulation used to be efficient, both in terms of computational cost and the accuracy of the results it provides, an investigation was required into the type of finite elements to be used, as well as the density of their mesh. Subsequently, intensive magnitudes resulting from the analysis were applied to control certain parameters at various rotational speeds in the open operation condition where the flow is steady and the supply of lubricant through the pump is constant and equal to 0.3L/min for the entire disk. Based on the developing torques, pressures, and velocities that emerged from the finite element analyses, a comparison was made for all the parametrizations to find the most efficient structure in terms of reducing losses and improving hydrodynamic lubrication. (	en
heal.advisorName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.advisorName	Spitas, Vasilios	en
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Spitas, Vasilios	en
heal.committeeMemberName	Provatidis, Christopher	en
heal.committeeMemberName	Antoniadis, Ioannis	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false