|
|
Postup stanovení zbytkové únavové životnosti vlakové nápravy
Scholz, David ; Seitl, Stanislav (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Cílem bakalářské práce je představit způsoby výpočtu zbytkové únavové životnosti vlakové nápravy jdoucí nad rámec mezinárodních norem. Tyto postupy jsou vyžadovány provozovateli pro zvýšení bezpečnosti vlakové dopravy. Jedná se především o pohled lomové mechaniky na nápravu jako na součást s iniciační trhlinou či defektem. Rešeršní část se zabývá definicemi lomové mechaniky a postupy popisujícími růst trhliny s využitím nejpoužívanější koncepce součinitele intenzity napětí. Navazující částí je také popis postupu odhadu životnosti součásti od samotného zjištění tzv. charakteristického zátěžového bloku až po stanovení počtu bloků, které náprava vydrží, než dojde k lomu. Tento postup je rovněž předveden na příkladu.
|
|
|
Predikce tvaru čela šířící se únavové trhliny
Zouhar, Petr ; Klusák, Jan (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá predikcí tvaru čela šířící se únavové trhliny. Cílem této práce je vytvoření iteračního procesu, který bude schopen tvar reálné trhliny předpovědět. K řešení práce je využita metoda konečných prvků. Práce je rozdělena do dvou logických celků. První část práce tvoří rešeršní popis základů lineárně elastické lomové mechaniky (LELM), metod určování faktoru intenzity napětí a exponentu singularity napětí. První část dále popisuje některé jevy provázející mechanismus šíření únavové trhliny jako např. zakřivení čela trhliny a zavírání čela trhliny. V druhé části práce je studován vliv volného povrchu tělesa na lomové parametry, zejména je stanovena vzdálenost od volného povrchu, do které je těleso volným povrchem ovlivněno. Dále je představen iterační postup odhadu reálného tvaru čela únavové trhliny, který je založen na předpokladu konstantní hodnoty faktoru intenzity napětí a exponentu singularity napětí podél čela trhliny. V závěru práce je diskutována přesnost výsledků, porovnáním získaných tvarů čel trhliny s experimentálními daty.
|
|
|
Popis porušování vrstevnatých polymerních prostředí
Zouhar, Michal ; Klusák, Jan (oponent) ; Kučera, Jaroslav (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Cílem této práce je studium porušování vícevrstvých polymerních materiálů. Kvazi-křehké porušení (prostřednictvím iniciace a následného šíření creepové trhliny) při nízkých napětích je nejčastější způsob porušování polymerních materiálů. V tomto případě je plastická deformace lokalizována v blízkém okolí čela trhliny a lze použít popis trhliny pomocí lineárně elastické lomové mechaniky. Znalost lomových parametrů během růstu trhliny ve vícevrstvém tělese je klíčová pro stanovení maximálního zatížení a následného posouzení zbytkové životnosti. Na rozdíl od homogenních těles je stanovení součinitele intenzity napětí pro vícevrstvé (kompozitní) těleso složitější a použití lomové mechaniky je komplikováno existencí materiálového rozhraní se skokovou změnou materiálových parametrů mezi jednotlivými vrstvami. Zvláštní pozornost je v této práci věnována konfiguraci trhliny rostoucí v těsné blízkosti materiálového rozhraní a podél materiálového rozhraní. Pro vrchol trhliny na rozhraní dvou materiálů je popis pole napětí před čelem trhliny popsán pomocí efektivní hodnoty součinitele intenzity napětí, kterou lze vyjádřit pomocí kritérií stability. V závěru práce je ukázáno, že za určitých podmínek (především v závislosti na elastických konstantách jednotlivých materiálů) existence materiálového rozhraní pozitivně ovlivňuje životnost vícevrstvého tělesa.
|
|
|
Vliv volného povrchu tělesa a gradientní změny materiálových vlastností na chování trhliny
Ševčík, Martin ; Kohout, Jan (oponent) ; Klusák, Jan (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Tato disertační práce vznikla pod vedením školitele doc. Ing. Luboše Náhlíka, Ph.D. a pod dohledem školitele specialisty doc. Ing. Pavla Hutaře, Ph.D. Tématem předkládané práce je studium vlivu volného povrchu tělesa a gradientní změny materiálových vlastností na chování trhliny. Společným tématem práce je lomově-mechanický popis chování trhliny v blízkosti materiálové nehomogenity. V této práci je materiálová nehomogenita chápána buď jako hranice tělesa (rozhraní těleso/okolní prostředí) nebo jako spojitá změna materiálových vlastností. Disertační práce začíná rešeršní částí, ve které je popsán stav současného poznání týkající se studovaného tématu. Zaměřuje se především na popisy napjatosti v okolí obecného singulárního koncentrátoru napětí, konkrétně v okolí trhliny a V-vrubu. Je zde popsáno, jakým způsobem je ovlivněn tvar čela trhliny, která se šíří v blízkém okolí volného povrchu tělesa. Rešeršní část pak pokračuje popisem materiálů s gradientní změnou materiálových vlastností. V následující kapitole je stručně formulován problém a cíle disertační práce. Těžištěm práce je lomově-mechanický popis chování trhliny, která se nachází v oblasti ovlivněné materiálovou nehomogenitou. Důraz je kladen na popis pole napětí v blízkosti volného povrchu tělesa, kde dochází ke změně charakteru singulárního pole napětí. K popisu pole napětí je využito postupů zobecněné lomové mechaniky, která se využívá při hodnocení obecných singulárních koncentrátorů napětí. V následujících kapitolách je ukázán rozdíl mezi chováním trhliny v tenkostěnných a tlustostěnných konstrukcích, který je doplněn příklady. Použité metody a postupy jsou pak dále využity při popisu chování trhliny v materiálech s gradientní změnou materiálových vlastností. V závěru práce jsou diskutovány výsledky v širším kontextu.
|
|
|
Šíření trhliny v železničním kole za provozních podmínek
Navrátil, Petr ; Schmidová, Eva (oponent) ; Fuis, Vladimír (oponent) ; Janíček, Přemysl (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce vznikla pod vedením školitele Prof. Ing. Přemysla Janíčka, DrSc. a pod dohledem školitele specialisty Ing. Petra Skalky, Ph.D. Práce se zabývá vlivem různých provozních podmínek na chování jiţ přítomného defektu typu trhlina ve věnci/obruči ţelezničního kola. Motivací ke vzniku této práce byla spolupráce s Univerzitou Pardubice, Dopravní Fakultou Jana Pernera. První částí předkládané dizertační práce je rešerše, ve které je popsán stav současného poznání týkajícího se problematiky kontaktního zatíţení, kritérií k predikci šíření únavové trhliny, problematiky neproporcionálního zatěţování v „mixed-modu a v neposlední řadě teplotnímu poli při brzdění. Další část práce se zabývá jiţ vlastním řešení problému a prezentaci výsledků kde je sledován vliv chování trhliny při různých provozních podmínkách, řešena simulace jejího růstu a rychlosti šíření a také vliv teplotního pole působícího na trhlinu. K popisu pole napětí na čele trhliny je vyuţito postupů lineární elastické lomové mechaniky. V závěru práce jsou výsledky shrnuty a diskutovány v širším kontextu.
|
|
| |
|
|
Fracture behavior of welded polyolefin pipes
Mikula, Jakub ; Kučera,, Jaroslav (oponent) ; Ševčík, Martin (vedoucí práce)
The purpose of this diploma thesis is to introduce fracture behavior of welded polyolefin pipes. This study is focused on numerical modelling of the quasi-brittle failure which is a direct result of slow creep crack growth. Welding of polyolefin pipes causes material inhomogeneity in the welded region and the weld bead shape introduces geometric stress raisers. The aim of the thesis is to evaluate these influences on the welded pipe lifespan and its assessment. Different experimental tests (mainly CRB and PENT tests) which allow measuring of material properties describing the crack growth kinetics are presented in the thesis. The results of numerical modelling are presented for a polyethylene pipe (PE 100 110 x 6.3 SDR 17.6). Polyethylene is one of the most common material used in the pipeline industry, but the results of the thesis can be used for any other polyolefin material as well. Lifetime prediction of polyolefin pipes is based on the Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) using the concept of the stress intensity factor. The thesis complements the existing methodology of pipe lifetime assessment, specifically lifetime prediction of welded polyolefin pipes and a possible direction for future related research is given.
|
|
|
Aplikace zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky na odhad počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu
Štegnerová, Kateřina ; Máša, Bohuslav (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problémem stanovení počátku šíření trhliny z ostrého V-vrubu za pomocí zobecněné lineárně elastické lomové mechaniky (LELM). Do úvahy je vzata změna exponentu singularity napětí vyvolaná jak vlastní geometrií V-vrubu, tak i existencí volného povrchu. První část práce je věnována stanovení exponentu singularity napětí V-vrubu, ať již z vlastního rozdělení napětí před vrcholem V-vrubu, tak i za pomoci analytického řešení. V druhé části práce jsou aplikována již dříve odvozená kritéria stability V-vrubu a je stanoven počátek šíření trhliny pro několik experimentálních těles. Cílem diplomové práce je porovnat dostupná experimentálně zjištěná data s výsledky získanými pomocí kritérií založených na aplikaci zobecněné LELM vyvíjenými na Ústavu fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. K výpočtům je použit konečnoprvkový software Ansys a matematický software Matlab.
|
|
| |
|
|
Výpočtové modelování deformačně-napěťových stavů čelního soukolí pomocí MKP
Ševčík, Martin ; Maňas, Pavel (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá výpočtovým modelováním ozubení pomocí MKP. Byla sestavena metodika kontrolního výpočtu ozubených kol, které nelze kontrolovat pouze pomocí normy ČSN 01 4686. Byla provedena analýza vlivu blízkosti koncentrátoru napětí na napětí v patě zubu. Ukázalo se, že je možné použít i menší tloušťky věnce než doporučuje norma ČSN 01 4686. Hlavní část práce se věnuje studiu šíření trhlin u ozubených kol s tenkým věncem. Pomocí T-napětí byl zahrnut vliv constraintu a multiaxiality napětí na šíření trhliny. Vypočtené trajektorie únavové trhliny byly porovnány s experimentem. Ukázalo se, že uvážení vlivu constraintu zpřesňuje stanovení výsledného směru šíření trhliny a v některých případech může mít významný vliv na očekávanou dráhu šíření trhliny.
|
host ::
RSS.