|
|
Numerické modelování zavírání únavové trhliny
Oplt, Tomáš ; Růžička, Milan (oponent) ; Horníková, Jana (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Tato disertační práce vznikla pod vedením školitele doc. Ing. Pavla Hutaře, Ph.D., a školitele specialisty doc. Ing. Luboše Náhlíka, Ph.D. Hlavním tématem práce je efekt plasticky indukovaného zavírání únavové trhliny, jeho charakteristika a způsoby numerického modelování. Předčasné zavírání únavové trhliny má významný vliv na rychlost šíření trhliny a tím i na zbytkovou životnost konstrukce. Trojdimenzionální numerický model poskytuje jednak detailní pohled na rozložení pole napětí a deformace podél čela trhliny, jednak – a to zejména – umožňuje lokální popis parametrů podél čela trhliny, které řídí hnací sílu trhliny. První část práce je věnována studii vlivu singulárního pole napětí u volného povrchu na tvar únavové trhliny bez vlivu předčasného zavírání. V druhé části je vytvořen a pomocí experimentů verifikován rovinný numerický model plasticky indukovaného zavírání. Ve finální části disertační práce je vytvořen trojdimenzionální numerický model, který popisuje vliv zavírání trhliny na rychlost jejího šíření po celé délce jejího čela a vysvětluje tak její typické zakřivení. V práci navržené postupy umožňují kvalitativní zpřesnění numerických simulací šíření únavových trhlin a s tím související věrohodnější odhad zbytkové životnosti součástí s trhlinou nebo defektem.
|
|
|
Effects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interface
Matěják, Vladimír ; Kotoul, Michal (oponent) ; Růžička, Milan (oponent) ; Juračka, Jaroslav (vedoucí práce)
Composite materials exhibit a complex failure behaviour, which may be further affected by various defects that arise either during the manufacturing process or during the service life of the component. A detailed understanding of the failure behaviour, and the factors affecting it, is essential for designing composite structures that are safer, more durable and economical. First part of this thesis gives an overview of typical failure mechanisms in composite materials and describes mathematical theories, currently being used in analysing and predicting the failure. Different types of defects are reviewed and their effects on composite materials performance briefly discussed. Delaminations are described in more detail together with basic fracture mechanics principles and their application in the analysis and experimental testing of composite materials. The second part focuses on delamination at an interface of two different materials. An experimental measurement of fracture toughness was performed under three types of loading conditions in order to determine a delamination failure criterion based on a ratio of mode I and mode II. As a part of the experiment, a novel method of measuring the crack length based on digital image processing was developed and also a new type of delamination initiation point definition proposed. Analytical equations for calculating the energy release rate from experimentally measured data were reviewed and extended to account for different elastic moduli of the two materials at the interface. Analytical and finite element investigation revealed that the mode I and mode II contributions are dependent on the distance from the crack tip and therefore a failure criterion based on the mixed mode ratio cannot be used.
|
|
|
Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure
Jetela, Václav ; Růžička, Milan (oponent) ; Petrásek, Miloslav (oponent) ; Klement, Josef (vedoucí práce)
A problem with fast crack propagation arose from utilizing integral airframe structure. One of the techniques to slow down crack propagation and prolong the fatigue life is the application of crack retarder. The aim of this thesis is to compare the performance of additively manufactured crack retarders with bonded ones in terms of the fatigue life, crack growth rate and delamination. In case of the bonded crack retarders; no attention has been paid to the crack retarders made of stainless steel. The stainless steel appears to be a suitable candidate for its coefficient of thermal expansion close to the aluminum, high strength and elastic modulus. Regarding the additively manufactured crack retarders, little or no attention has been paid to the crack retarders made of metals different than the base structure. To address this research gap, two distinctive technologies were selected: cold spray and ultrasonic consolidation. Using the cold spray, the titanium and stainless steel crack retarders were deposited. Using the ultrasonic consolidation, the stainless steel crack retarders were welded. In the experimental work, the crack advance was visually observed. The crack retarder delamination was monitored using the pulsed thermography with subsequent Thermographic Signal Reconstruction. Bonded stainless steel crack retarders proved to be an suitable alternative to the already proven carbon fibre crack retarders. Stainless steel retarders significantly lowered the fatigue crack growth rate which resulted in longer fatigue life. However, all cold sprayed crack retarders accelerated crack growth rate and led to the specimen's premature failure. Ultrasonically consolidated crack retarder with two steel layers was the most effective in the life prolongation. The study also proved, that the delamination in the ultrasonically consolidated metal laminates can be detected using pulsed thermography.
|
|
|
Numerické modelování zavírání únavové trhliny
Oplt, Tomáš ; Růžička, Milan (oponent) ; Horníková, Jana (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Tato disertační práce vznikla pod vedením školitele doc. Ing. Pavla Hutaře, Ph.D., a školitele specialisty doc. Ing. Luboše Náhlíka, Ph.D. Hlavním tématem práce je efekt plasticky indukovaného zavírání únavové trhliny, jeho charakteristika a způsoby numerického modelování. Předčasné zavírání únavové trhliny má významný vliv na rychlost šíření trhliny a tím i na zbytkovou životnost konstrukce. Trojdimenzionální numerický model poskytuje jednak detailní pohled na rozložení pole napětí a deformace podél čela trhliny, jednak – a to zejména – umožňuje lokální popis parametrů podél čela trhliny, které řídí hnací sílu trhliny. První část práce je věnována studii vlivu singulárního pole napětí u volného povrchu na tvar únavové trhliny bez vlivu předčasného zavírání. V druhé části je vytvořen a pomocí experimentů verifikován rovinný numerický model plasticky indukovaného zavírání. Ve finální části disertační práce je vytvořen trojdimenzionální numerický model, který popisuje vliv zavírání trhliny na rychlost jejího šíření po celé délce jejího čela a vysvětluje tak její typické zakřivení. V práci navržené postupy umožňují kvalitativní zpřesnění numerických simulací šíření únavových trhlin a s tím související věrohodnější odhad zbytkové životnosti součástí s trhlinou nebo defektem.
|
|
|
Komunikace změny ve výrobě ve vybrané firmě
Štěrbová, Aneta ; Stejskalová, Irena (vedoucí práce) ; Růžička, Milan (oponent)
Cílem diplomové práce je analyzovat současný stav technického vybavení společnosti z důvodu plánovaného rozšíření výroby a analyzovat motivaci pracovníků k akceptaci změny. Teoretická část vymezuje koučování, sílu zvyku a metodu GROW, která je v koučování využívána. V praktické části jsou podle této metody řízeny rozhovory s pracovníky vybrané společnosti. Na základě realizovaných rozhovorů jsou odstraněny případné bariéry bránící plynulému uskutečnění změny a navrženy doporučení pro zavedení změny.
|
|
|
Effects of Defects on Composite Structures Load Carrying Capacity: Delaminations at a Bi-Material Interface
Matěják, Vladimír ; Kotoul, Michal (oponent) ; Růžička, Milan (oponent) ; Juračka, Jaroslav (vedoucí práce)
Composite materials exhibit a complex failure behaviour, which may be further affected by various defects that arise either during the manufacturing process or during the service life of the component. A detailed understanding of the failure behaviour, and the factors affecting it, is essential for designing composite structures that are safer, more durable and economical. First part of this thesis gives an overview of typical failure mechanisms in composite materials and describes mathematical theories, currently being used in analysing and predicting the failure. Different types of defects are reviewed and their effects on composite materials performance briefly discussed. Delaminations are described in more detail together with basic fracture mechanics principles and their application in the analysis and experimental testing of composite materials. The second part focuses on delamination at an interface of two different materials. An experimental measurement of fracture toughness was performed under three types of loading conditions in order to determine a delamination failure criterion based on a ratio of mode I and mode II. As a part of the experiment, a novel method of measuring the crack length based on digital image processing was developed and also a new type of delamination initiation point definition proposed. Analytical equations for calculating the energy release rate from experimentally measured data were reviewed and extended to account for different elastic moduli of the two materials at the interface. Analytical and finite element investigation revealed that the mode I and mode II contributions are dependent on the distance from the crack tip and therefore a failure criterion based on the mixed mode ratio cannot be used.
|
host ::
RSS.