|
|
Návrh a realizace experimentálního zařízení pro určování zbytkové napjatosti ohýbaných vzorků
Novotný, Lukáš ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Krejčí, Petr (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá konstrukčním návrhem a realizací experimentálního zařízení pro výzkum v oblasti určování zbytkových napětí vzorků s nerovnoměrně rozloženým profilem napětí po tloušťce vzorku. Byla provedena rešeršní studie řešené problematiky, na jejímž základě byly zpracovány kapitoly popisující vznik zbytkových napětí, jejich klasifikaci a metody, používané pro stanovení jejich velikosti. V další části práce je uveden konstrukční návrh experimentálního zařízení a pevnostní kontrola jeho vybraných částí. Následně je představen finální návrh experimentálního zařízení, včetně kompletní výrobní dokumentace a je uveden průběh jeho realizace a montáže. Závěr práce je pak věnován popisu provedeného zkušebního zatížení vzorku.
|
|
|
Šíření trhlin skloněných k rozhraní keramických laminátů
Novotná, Lenka ; Trunec, Martin (oponent) ; Chlup, Zdeněk (vedoucí práce)
Využití výhod kompozitních materiálů majících vrstevnatou strukturu bylo a je cílem při návrhu rozličných komponent. Keramické lamináty nacházejí uplatnění tam, kde jsou požadovány speciální vlastnosti, jako je nízká hustota, teplotní a chemická odolnost. Hlavní překážkou většího rozšíření keramických materiálů je jejich inherentní křehkost. Proto je v předkládané práci řešena zejména problematika šíření trhlin v keramických laminátech. Lamináty na bázi korundu a zirkonu mající různé objemové podíly jednotlivých složek byly připraveny technikou elektroforetické depozice. Na základě důkladné literární rešerše byly navrženy postupy hodnocení šíření trhlin přes rozhraní a dále pak metody stanovení základních mechanických vlastností. Díky přítomnosti vnitřních napětí a rozdílného modulu pružnosti byl sledován odklon trhliny procházející přes rozhraní. Pro sledování tohoto fenoménu byla navržena nestandardní zkušební tělesa umožňující šíření trhliny pod zvoleným úhlem směrem k rozhraní. Na základě experimentálních prací bylo zjištěno, že míra odklonu trhliny je závislá na vstupním úhlu a dále pak na objemovém podílu jednotlivých složek vrstevnatého systému. Důležitým poznatkem je také fakt, že uvnitř materiálu docházelo k většímu odklonu než bylo pozorováno na povrchu. Studium tohoto jevu významně podpořily výsledky získané z 3D rekonstrukce lomových ploch s využitím konfokální mikroskopie. Dále byly stanoveny základní elastické a pevnostní charakteristiky laminátů, které byly srovnány s parametry stanovenými pro jednotlivé složky. Z porovnání modulu pružnosti byla ověřena platnost směšovacího pravidla. Jako nejvěrohodnější metoda stanovení modulu pružnosti laminátu se jeví dynamická rezonanční metoda, která vykazovala velmi malý rozptyl hodnot. Pevnostní charakteristiky laminátů vykazovaly tendenci blížit se hodnotě pevnosti nejméně pevné složky systému a nelze tedy využít směšovací pravidlo jak tomu bylo u modulu pružnosti. Změna objemového podílu jednotlivých složek laminátu vede pouze ke změně velikosti rozptylu ohybové pevnosti. Díky poznatkům získaným v této práci o šíření trhlin a stanovení základních mechanických charakteristik bude jednodušší navrhnout vhodný laminát dle potřeb aplikace.
|
|
| |
|
|
Analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses
Dubravec, Kristián ; Houfek, Lubomír (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis is about analysis of uncertainties in the calculation of residual stresses, which are homogeneous and measured by the hole-drilling method. Stochastic approach is explained using models of beams. Theory of residual stresses is included. Source code for evaluating residual stresses deterministically and stochastically is created using the Python language. Sensitivity analysis of input parameters is performed.
|
|
|
Popis šíření trhlin v polích silně nehomogenních a reziduálních napětí
Štegnerová, Kateřina ; Materna, Aleš (oponent) ; Malíková, Lucie (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Tato dizertační práce vznikla pod vedením mého školitele doc. Ing. Luboše Náhlíka, Ph.D. a školitele specialisty doc. Ing. Pavla Hutaře, Ph.D. a je zaměřena zejména na aplikaci zobecněného konceptu lineárně elastické lomové mechaniky, který umožňuje popsat chování trhlin šířících se z obecných singulárních koncentrátorů napětí, jakými jsou např. materiálová rozhraní či ostré V-vruby a na ověření platnosti použitých lomových kritérií. Získané poznatky jsou využity v další části práce, která se zabývá problematikou šíření trhlin v keramických kompozitních materiálech, kde je rozložení pole napětí silně ovlivněno existencí materiálového rozhraní a přítomností reziduálních napětí vznikajících při výrobě kompozitu.
|
|
|
Analýza vlivu parametrů procesu broušení na integritu obrobené plochy se zaměřením na zbytková napětí
Dömény, Tibor ; Sedlák, Josef (oponent) ; Csölle Putzová, Ildikó (vedoucí práce)
Broušení je často zařazen jako poslední operace ve výrobním postupu, přičemž jeho úkolem je zajistit požadovanou integritu obrobené plochy. Vznik zbytkových napětí po broušení značně ovlivňuje únavové vlastnosti povrchu obrobku a jeho odolnost proti opotřebení. Ve většině případů nelze přesně a definovat jejich rozložení pod povrchem. S cílem co nejpřesnější predikce průběhu zbytkových napětí se mnoho odborníků zaměřuje na analytické a numerické modelování procesu broušení a jeho vlivů. Práce se zabývá analýzou vzniku zbytkových napětí a jejich ovlivnění parametry broušení.
|
|
|
Určování zbytkových napětí z pole přetvoření v okolí odvrtávané díry
Horák, Richard ; Návrat, Tomáš (oponent) ; Halabuk, Dávid (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá určováním homogenních zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody. K měření uvolněných přetvoření je využita optická metoda digitální korelace obrazu (DIC). Aby bylo možné k vyhodnocení zbytkových napětí využít celého pole přetvoření, je potřeba znát funkční závislosti kalibračních konstant na tomto poli. Rozsáhlá část diplomové práce proto zahrnuje nalezení těchto závislostí ve vztahu k rozměrům vrtané díry a souřadnic polohy měřených bodů. Další část práce se zabývá vyhodnocením homogenních zbytkových napětí z poskytnutých experimentálních dat natahované ocelové ploché tyče s průchozí dírou. V závěru práce je provedena citlivostní analýza, zabývající se vlivem vstupních veličin výpočtového algoritmu ve vztahu k vyhodnoceným zbytkovým napětím.
|
|
|
Vliv zbytkových napětí a rozvinutí vzorku tepny na její mechanickou odezvu
Sochor, Ondřej ; Lisický, Ondřej (oponent) ; Burša, Jiří (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vlivem zbytkových napětí ve stěně krční tepny a rozvinutí vzorku krční tepny na její mechanickou odezvu. V rámci rešerše jsou shrnuty poznatky z anatomie a patologie cév. Dále jsou zde popsány nejčastěji používané mechanické zkoušky cévní tkáně. Hlavní stať diplomové práce je rozdělena do dvou větších částí. První část se zabývá určením vlivu rozvinutí vzorku tepny na mechanickou odezvu během ekvibiaxiální tahové zkoušky rovinného vzorku. V úvodu je popsána metoda testování a postup pro určení materiálových konstant z naměřené odezvy. Dále je popsán postup modelování této zkoušky pomocí MKP pro idealizované modely tepny, kdy simulujeme rozvinutí vzorku do roviny a následný průběh zkoušky. Výsledky jsou porovnány se simulací zkoušky u beznapěťového rovinného modelu, čímž je vyhodnocen vliv rozvinutí na mechanickou odezvu. V druhé části, zabývající se vlivem zbytkových napětí ve stěně tepny, jsou popsány experimentální přístupy, kterými lze určit projevy zbytkových napětí, na základě nichž jsou provedeny experimenty. Vyhodnocením experimentů na dvou oddělených vrstvách stěny tepny jsou určeny vstupní parametry, které slouží pro vytvoření idealizovaných modelů geometrie pro MKP výpočet. Porovnáním výsledků z třech úrovní modelů geometrie je vyhodnocen vliv zbytkových napětí na mechanickou odezvu.
|
|
|
Numerical simulation of the hole drilling method for residual stress measurement
Halabuk, Dávid ; Ganev, Nikolaj (oponent) ; Pástor,, Miroslav (oponent) ; Návrat, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the investigation of various cases that may occur in the measurement of residual stresses by hole-drilling method and which deviate from the ideal state for which hole-drilling method is derived. In order to assess various stress states, geometries or material properties of the measured body, a computational model simulating the hole-drilling method was created by the finite element method. The first investigated case deals with cylindrical bodies and errors that may occur when the hole-drilling method is used to measure residual stresses in bodies with various surface radii. In addition to the evaluation of errors for different stress states, a procedure for the calculation of uniform residual stresses in cylindrical bodies has been proposed. The next part of the thesis is focused on investigating the influence of the residual stress placed in the perpendicular direction to the measured surface on the error of evaluated residual stresses located in a plane parallel to the surface of a measured body. The last and largest part of the thesis deals with cases in which plastic deformations form in the area around the drilled hole during residual stress measurement. After examining of various parameters influencing the formation of plastic deformations, a correction procedure which is capable to correct the uniform residual stresses for various hole diameters and various strain gauge rosettes independently of the stress state or material properties was proposed. The proposed correction procedure was thoroughly tested to ensure its satisfactory results. Based on the obtained results published in this thesis, it is possible to estimate the influence of various conditions deviating from the ideal case on the accuracy of the evaluated residual stresses and in some cases minimize this influence by the proposed procedures.
|
|
|
Zpracování slitiny Inconel 939 selektivním laserovým tavením za zvýšených teplot
Hertl, David ; Dočekalová, Kateřina (oponent) ; Malý, Martin (vedoucí práce)
Práce se zabývá problematikou zpracování slitiny Inconel 939 technologií SLM s využitím předehřevu základové desky. Hlavním cílem práce je ověřit vliv předehřevu základové desky na zbytková napětí. Problém byl řešen dvěma přístupy: simulací procesu a následným experimentálním ověřením. Simulace procesu o teplotě předehřevu 400 °C dosáhla největší shody s experimentem s odchylkou 4,1 %. Na základě experimentu byla stanovena vhodná teplota předehřevu základové desky pro snížení deformací a zbytkových napětí na teplotu 100 °C. Zpracováním Inconelu 939 s využitím předehřevu o teplotách 100 °C a 400 °C bylo dosaženo statických mechanických vlastností, které jsou srovnatelné s mechanickými vlastnostmi standardně zpracovaných komponent, technologií SLM, z Inconelu 939 po tepelném zpracování. Tyto výsledky přináší potenciál pro výrazné snížení celkového výrobního času a nákladů spojených s výrobou komponent ze slitiny Inconel 939.
|
host ::
RSS.