|
|
Determination of residual stresses by hole-drilling method considering finite body boundaries
Began, Jakub ; Ščerba, Bořek (oponent) ; Halabuk, Dávid (vedoucí práce)
The diploma thesis analyses the impact of the finite dimensions of a body on residual stresses by means of the hole-drilling method which was derived for bodies of dimensions large enough not to affect the measurement. To assess the impact of the finite dimensions of a body on measured residual stresses, a computational model simulating the hole drilling method was created using the finite element method. The assumptions made during the creation of the computational model included a desired geometric shape and an uniform residual stresses along the depth of the drilled hole. The computational model was subsequently parameterised so that it could be used to simulate different combinations of the finite dimensions of a body, whose impact on measured residual stresses was analysed. In the next part of the thesis, the impact of the biaxiality of residual stresses on the accuracy of their measurement was assessed. Subsequently, three correction algorithms were proposed to minimise the errors of measured residual stresses caused by the finite dimensions of a body. The first correction algorithm is supposed to correct calibration coefficients, the second one to correct input strains, and the third one to correct the assessed residual stresses. In the last part of the thesis, the individual correction algorithms were tested and compared. The outcomes of the diploma thesis suggest the possibility to correct the errors in the analysed residual stresses due to finite dimensions of a body, on the condition of a desired geometric shape and an uniform stresses along the depth of the drilled hole.
|
|
|
Použití metody digitální obrazové korelace při měření zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody
Plucnar, Tomáš ; Horák, Richard (oponent) ; Halabuk, Dávid (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá měřením zbytkových napětí za pomoci korelace digitálního obrazu (DIC). V práci jsou popsána zbytková napětí a také je zde odvozen analytický popis přetvoření v okolí odvrtané díry, který je důležitý pro vyhodnocení experimentu. Největší část diplomové práce je věnována měření zbytkových napětí a taky jejich vyhodnocení. V rámci práce byla provedena měření zbytkových napětí pro vzorky s předvrtanou dírou a také pro plné vzorky do kterých se odvrtávala díra. Na těchto měřeních pak byly vyhodnoceny vlivy jednotlivých nastavení DIC softwaru na vyhodnocené zbytkové napětí. Měření na vzorcích s předvrtanou dírou bylo využito pro zjištění vlivu hustoty náhodného vzoru a taky vlivu kamery na vyhodnocené zbytkové napětí.
|
|
|
Numerické modelování residuálních napětí v kovových materiálech
Rakušan, Jakub ; Vosynek, Petr (oponent) ; Hutař, Pavel (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na problematiku zbytkového napětí, přesněji implementaci zbytkových napětí do simulací s využitím metody konečných prvků (MKP), experimentálního určování zbytkových napětí a vlivu zbytkových napětí na šíření únavových trhlin. V této práci jsou testovány nalezené přístupy implementace zbytkových napětí do MKP a nejvhodnější z testovaných přístupů je následně použit při simulaci experimentu. Porovnáním simulace v MKP a experimentálně naměřených dat určených modifikovanou metodou drážky jsou určeny hodnoty zbytkového napětí na vzorku z indukčně kalené železniční nápravy. Následuje ověření stanovených hodnot residuálních napětí pomocí rentgenové difrakce a určení vlivu ZN na rychlost šíření dlouhých únavových trhlin.
|
|
|
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.
|
|
|
Machining of hardened parts
Heiserová, Sofia ; Sliwková, Petra (oponent) ; Polzer, Aleš (vedoucí práce)
The usage of quenched materials in industrial production leads to the application of hard machining. Higher requirements for machines and cutting tools are needed during hard machining than during conventional machining. Quenched materials carry problem of volume and geometric changes after quenching and after machining as well. It is necessary to think about volumetric compensation in advance, before quenching of the workpiece. An experiment is suggested for optimalisation of longitudinal turning of steels 42CrMo4 and 50CrMo4. Hard turning has notable benefits such as flexibility of cutting tools and elimination of coolants, which provides ecological benefits. However, the disadvantages are higher tool wear and high prices of tools.
|
|
| |
|
|
Tváření hliníkových slitin při stárnutí
Stanislav, Filip ; Petrásek, Miloslav (oponent) ; Klement, Josef (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na popis a ověření poměrně mladé metody tváření při stárnutí. Tato metoda je založena na relaxaci napětí a tečení materiálu, ke kterým dochází tvářením dílce v přípravku během vytvrzovacího cyklu s umělým stárnutím za zvýšené teploty. Po vyjmutí z přípravku jsou odpružení a zbytková napětí v dílci v porovnání s konvenčními metodami tváření menší. To se odráží především ve zvýšení únavové odolnosti konstrukce. Tváření při stárnutí je aplikovatelné pouze na precipitačně vytvrditelné slitiny. Tato práce je zaměřena na hliníkové slitiny, typické pro letecký průmysl. První část práce rešeršní formou popisuje principy technologie, její použití v letectví a materiálové pochody v hliníkových vytvrditelných slitinách během tváření při stárnutí. Ve druhé části je stanovena metodika ověření technologie na vzorcích z hliníkových slitin ČSN EN AL-P 7075 a ČSN 424203 (přibližný ekvivalent ČSN EN AL-P 2024). Dále je navrhnut tvářecí přípravek a jsou provedeny experimenty dle navržené metodiky. V závěru práce jsou experimenty vyhodnoceny a porovnány změny v odpružení vzorků tvářených třemi různými metodami: konvenční metodou za studena, při stárnutí na maximální pevnost a při stárnutí na přestárnutý stav.
|
|
|
Stanovení zbytkové únavové životnosti povrchově upravené vlakové nápravy
Pánek, Ondřej ; Poduška, Jan (oponent) ; Náhlík, Luboš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá predikcí zbytkové únavové životnosti vlakové nápravy. V první části této práce je na základě dostupné literatury zpracován teoretický úvod do problematiky. Druhá část je již věnována numerickému modelování reálné vlakové nápravy s trhlinou, kterým jsou získány potřebné parametry vstupující do samotného výpočtu zbytkové únavové životnosti. V prvním kroku byl vytvořen konečno-prvkový model válcového tělesa s trhlinou zatíženého ohybovým momentem, který byl srovnán s analytickým řešením za účelem verifikace tohoto modelu. Druhým krokem bylo vytvoření modelů vlakové nápravy s trhlinou pro tři typy zatížení – ohybový moment, nalisování kola a zbytková napětí. Dále byl dle metodiky vyvinuté na ÚFM AVČR stanoven tvar trhliny, jakým se dle uvažovaných předpokladů bude trhlina šířit a pro takto stanovený tvar byly vypočteny součinitele intenzity napětí zvlášť od jednotlivých složek zatížení pro různé hloubky trhliny, které byly použity pro závěrečný výpočet zbytkové únavové životnosti pro reálné zátěžné spektrum.
|
|
|
Vliv zbytkových napětí na kontaktní porušování keramických laminátů
German, Roman ; Majer, Zdeněk (oponent) ; Ševeček, Oldřich (vedoucí práce)
Prítomnosť tlakových či ťahových teplotných reziduálnych napätí vo vrstvách keramického laminátu, vznikajúcich dôsledkom rôznej objemovej zmeny materiálov jednotlivých vrstiev pri chladnutí z teploty slinovania, môže výrazne ovplyvniť odolnosť keramiky voči kontaktnému porušeniu. V rámci tejto práce boli vytvorené parametrické 2D MKP modely, na ktorých bol skúmaný vplyv hrúbky kontaktnej vrstvy, veľkosti zvyškových napätí a rozmerov vtlačovaného guľového indentoru na vznik a šírenie kónickej trhliny v povrchovej vrstve laminátu. Pre analýzu kritických podmienok vzniku trhliny bolo použité združené energeticko-napäťové kritérium a pre určenie dráhy šírenia trhliny kritérium maximálneho tangenciálneho napätia. Výsledky výpočtov ukazujú, že tlakové teplotné napätia v povrchovej vrstve zvyšujú kritickú silu potrebnú pre vznik trhliny, zmenšujú jej vzdialenosť od kontaktnej plochy a vedú k vzniku kratších trhlín. Ďalej tieto tlakové napätia zvyšujú odklon smeru ďalšieho rastu trhliny, čo vedie k jej skoršiemu zastaveniu. Ťahové teplotné napätia v kontaktnej vrstve vykazujú presne opačný efekt. Výsledky výpočtov boli porovnané s experimentom, vďaka malému množstvu dostupných meraní je však ich verifikácia čiastočne obmedzená.
|
|
|
Výpočtové modelování procesu svařování a tepelného zpracování ocelí s využitím elasto-viskoplastického modelu materiálu
Jarý, Milan ; Daněk, Ladislav (oponent) ; Dymáček, Petr (oponent) ; Junek, Lubomír (vedoucí práce)
Práce se zabývá zdokonalením výpočtových přístupů predikce zbytkové napjatosti u svarových spojů svařovaných konstrukcí s cílem zajistit větší shodu vypočtených výsledků s reálnými podmínkami svařování a tepelného zpracování. Zlepšení výpočtových přístupů spočívá v aplikaci elasto-viskoplastických modelů materiálu, které jsou schopné oproti elasto-plastickým modelům materiálu zohlednit viskoplastické procesy probíhající při svařování a tepelném zpracování. To vede ke zpřesnění vypočtených výsledků, které vstupují do dalšího posouzení mezních stavů a přímo rozhodují o bezpečnosti a životnosti svařovaných konstrukcí. Provedené výpočtové a experimentální práce, konfrontované s publikovanými výsledky ve světě, potvrzují vliv a přínos používání elasto-viskoplastických modelů materiálu v rámci numerických analýz svařování a tepelného zpracování. Proto je dále elasto-viskoplastický model materiálu použit při řešení praktického projektu ÚAM Brno. Řešení tohoto projektu, jehož cílem je vývoj opravy heterogenních svarových spojů (bez následného tepelného zpracování po svařování) na jaderných elektrárnách Dukovany a Temelín metodou "Weld overlay", potvrdilo, že použití elasto-viskoplastického modelu materiálu vede ke zpřesnění vypočtených výsledků. Z tohoto důvodu bude elasto-viskoplastický výpočtový přístupu zahrnut do všech budoucích praktických úkolů ÚAM Brno.
|
host ::
RSS.