|
|
Napjatostní aspekty kvazikřehkého lomu
Sobek, Jakub ; Němeček,, Jiří (oponent) ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Klusák,, Jan (oponent) ; Veselý, Václav (vedoucí práce)
Předkládaná disertační práce se zaměřuje, jak již samotný název napovídá, na analýzu napjatostních aspektů kvazikřehkého lomu. To jest lomu kompozitních materiálů s cementovou matricí (jako je beton, malta, omítky apod.), keramiky a dalších kompozitů. V práci použité metody vycházejí z teorie víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky, která vyzdvihuje důležitost zahrnutí více členů tzv. Williamsovy řady, aproximující pole napětí a posunů v tělese s trhlinou, do prováděných lomových analýz. K určování hodnot koeficientů členů této řady, jejíž přepočtené tvarové funkce figurují ve většině provedených napjatostních analýz, je zde používána tzv. přeurčitá metoda. Dalším prostředkem řešení je nelineární lomová mechanika, zastoupená zejména modelem kohezivní trhliny, respektive modelem pásu trhlin implementovaném v sw. ATENA. K zpětné rekonstrukci napjatosti v tělesech s trhlinou slouží aplikace ReFraPro. Analytická část práce se zabývá různými aspekty lomové zkoušky štípáním klínem – od okrajových podmínek, přes různé možnosti uzlových výběrů (potřebné jako vstupní veličiny pro přeurčitou metodu) až k speciální (pokročilé) zautomatizované analýze numerického modelu. Zvláštní kapitolu tvoří atypické zkušební konfigurace, vyvinuté pro nastavení různé hladiny stísnění napětí a deformace za čelem šířící se trhliny. Jejich studie i detailní analýzy rozkrývají velké množství užitečných informací využitelných pro reálné experimenty. Zpětná rekonstrukce pole napětí osvětluje vhodnost výběru uzlových konfigurací jako vstupů pro proceduru k určení aproximace polí u čela trhliny a poukazuje na otázku nutnosti použití víceparametrové lineární elastické lomové mechaniky pro určité lomové analýzy těles z kvazikřehkých materiálů. Práce je na závěr doplněna analýzou lomové zkoušky excentrickým tahem na tělesech s modifikovanými okrajovými podmínkami.
|
|
|
Studium a modelování karbonatace betonu
Rovnaníková, Markéta ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Bajza, Adolf (oponent) ; Havlica, Jaromír (vedoucí práce)
Pravděpodobně nejčastějším typem degradace železobetonových konstrukcí je koroze ocelové výztuže. Povrch výztuže je chráněn před korozí tenkou vrstvou oxidů železa, která se vytváří díky silnému zásaditému prostředí okolního betonu. Ke korozi pak dochází porušením této ochranné vrstvy (i) penetrací chloridů (když jejich koncentrace v okolí výztuže překročí kritickou hodnotu), nebo (ii) snížením pH pórového roztoku na hodnotu nižší než 9,5. Takové snížení je způsobeno karbonatací Ca(OH)2, který reaguje s atmosférickým CO2. Hlavním cílem této práce je experimentální studium a modelování karbonatačního procesu. Práce je zaměřena především na studium vlivu relativní vlhkosti, doby ošetřování a náhrady portlandského cementu alternativními silikátovými příměsmi (popílek, vysokopecní struska a metakaolin) na průběh karbonatace. Rovněž bylo zjištěno množství zbytkového hydroxidu vápenatého v přítomnosti těchto příměsí a jejich pucolánové aktivity. Dále bylo provedeno velké množství parametrických studií a vzájemné srovnání karbonatačních modelů. V neposlední řadě byly popsány a využity pro další parametrické studie softwarové nástroje, které jsou založené na uvedených modelech a uvažují vstupní data jako statisticky nezávislé náhodné veličiny.
|
|
|
Numerická analýza smršťování vybraných silikátových kompozitů
Drbušková, Magdaléna ; Vlk, Zbyněk (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Práce je rozdělena na dvě hlavní části. V první, teoretické části je popsána problematika smršťování včetně porovnání české normy a Model Code 2010, Vol. 1. Druhá, praktická část diplomové práce se zaměřuje na numerickou analýzu smršťování především v počátečních stádiích tohoto procesu. Z experimentálně zjištěných dat jsou stanoveny aproximace poměrných přetvoření těles pomocí programu ShrCeC. Následně je provedena numerická simulace smrštění zkušebních těles z vybraných silikátových kompozitů pomocí softwarů SpatiDist a FyDiK 2D. Reálná zkušební tělesa jsou modelována jako dvousložkové kompozity tvořené cementovou pastou a kamenivem. Výsledkem je parametrická studie zohledňující vliv druhu a frakce kameniva.
|
|
|
Balisticky odolné betony
Koutný, Ondřej ; Bílek,, Vlastimil (oponent) ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Ptáček, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce s názvem „Balisticky odolné betony“ se zabývá popisem, návrhem a vývojem materiálu na bázi ultra-vysokohodnotného cementového kompozitu vyztuženého vláknovou výztuží se zvýšenou balistickou odolností tj. se zvýšenou odolností vůči vysokorychlostnímu dynamickému namáhání iniciovanému v důsledku interakce s rychle se pohybujícími objekty. Vysokých mechanických vlastností, které jsou nezbytností pro takový materiál, je dosaženo zejména maximálním snížením vodního součinitele díky použití superplastifikačních přísad, použitím vysokopevnostního kameniva a dosažením hutné struktury precizním výběrem a podílem použitých surovin v receptuře. Cílem je následné sestavení metodiky pro návrh receptury pro tuto skupinu materiálů, pozorování chování těchto materiálů při balistickém zatížení a kvantitativní popis odezvy těchto materiálů pro účely návrhu ochranných konstrukcí. Vlastnosti navržených materiálů v rámci této práce jsou porovnány s vlastnostmi komerčně dostupných a běžně používaných cementových kompozitů s cílem vytvořit koncept pro stanovení limitů těchto materiálů na poli balistické ochrany, díky čemuž bude možné odhadovat balistickou odolnost současných nebo nově navržených materiálů či konstrukcí.
|
|
|
Vyhodnocení lomových testů materiálů těles z vývrtů
Halfar, Petr ; Sobek, Jakub (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá použitím přístupu modelu efektivní trhliny na válcové zkušební těleso se šípovým vrubem, zatěžované tříbodovým ohybem. První část práce je teoretická a můžeme v ní najít popis použití lomové mechaniky na kvazikřehké materiály – beton a horniny. Dále je zde více rozvedena lineární elastická lomová mechanika a hledání funkce geometrie pro různé geometrie zatěžovacích testů. Poté se v teoretické části nachází popis modelu efektivní trhliny. Druhá část se zabývá popisem MKP programu, který byl využit pro výpočet lomových parametrů, které byly použity pro nalezení délky efektivní trhliny a také jak se daný program před jeho použitím testoval. V poslední části se nachází výpočet lomových houževnatostí pomocí užití modelu efektivní trhliny na vybraná horninová a betonová tělesa.
|
|
|
Základní rysy porušování vybraných stavebních kompozitů v blízkosti rozhraní plniva a matrice
Vyhlídal, Michal ; Seitl, Stanislav (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Cílem této práce je analyzovat chování cementového kompozitu v závislosti na vlastnostech mezifázové přechodové vrstvy (ITZ). První část práce je teoretická a zabývá se vznikem a vlastnostmi ITZ, definuje základní vztahy a pojmy mechaniky kontinua a lineární elastické lomové mechaniky a uvádí možnosti polohy vrcholu trhliny v třífázovém kompozitu, včetně jejich stručného popisu. Druhá část práce je praktická a skládá se z vytvoření numerického modelu v softwaru ANSYS, prezentace dílčích výsledků a jejich srovnání. Výsledkem práce je porovnání hodnot středního napětí a rozkmitu napětí v závislosti na vlastnostech ITZ.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Iniciace stabilního šíření trhliny u vybraných stavebních kompozitů
Majtánová, Romana Viktória ; Veselý, Václav (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá zkoumáním působení vláken v obyčejném a lehkém betonu. Zkušební tělesa byla vyrobena z betonu s polypropylenovými vlákny Forta FERRO ve třech variantách – o délce 19, 38 a 54 mm – a také z referenčních betonů bez vláken. Práce ukazuje postupné vyhodnocování lomových experimentů na tělesech ze zmíněných materiálů. Jednalo se o zatěžování trámců s centrálním zářezem v konfiguraci tříbodového ohybu. Z naměřených diagramů síla vs. posun uprostřed rozpětí a síla vs. otevření ústí trhliny byly stanoveny hodnoty modulu pružnosti, lomové houževnatosti, její iniciační složky a také úrovně zatížení pro start stabilního šíření trhliny tělesy. Ke stanovení byla použita metoda „dvojí-K“. Informativně je popsané i vyhodnocení pomocí modelu efektivní délky trhliny.
|
host ::
RSS.