|
|
Lomové testy vybraných těles se speciálním plnivem: experimenty a numerická simulace
Majda, Tomáš ; Malíková, Lucie (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vybranými lomovými testy a vyhodnocením lomových parametrů těles z~cementových kompozitů. Jedna část práce se zabývá cementovým kompozitem se skleněným sférickým plnivem jednotné frakce 2 mm. Po výrobě byly trámce rozměrů 20×40×200 mm vystaveny teplotám v rozmezí 100 až 1000 °C po dobu jedné hodiny. Užitím nedestruktivní metody ultrazvukových impulzů byl určen stupeň poškození teplotním zatížením. Vybraná tělesa byla poté lomově testována tříbodovým ohybem a na úlomcích zjištěna informativní pevnost v tlaku. V druhé části byla pozornost věnována vyhodnocení lomových testů betonových těles z jádrových vývrtů odebraných z objektů bývalého Plynárenského řídicí centra Transgas v Praze. Zkušební tělesa byla opatřena šípovým vrubem a následně zkoušena v tříbodovém ohybu. Naměřená data byla upravena programem GTDiPS a v případě kompozitu se skleněným plnivem byl k vyhodnocení lomových parametrů použit program StiCrack.
|
|
|
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.
|
|
| |
|
| |
|
|
Basic features of aggregate-matrix-interface fracture of concrete: pilot modelling
Vyhlídal, M. ; Šimonová, H. ; Veselý, V. ; Keršner, Z. ; Klusák, Jan ; Malíková, Lucie
In this paper, the attention is paid to investigation of the importance of the Interfacial Transition Zone (ITZ) in concrete for the global fracture behaviour. A simplified cracked geometry (consisting matrix, ITZ and aggregate) is modelled by means of the finite element method with a crack terminating at the matrix-ITZ interface. Numerical studies assuming two various ITZ thicknesses and several various ITZ elastic moduli are performed. Based on the values of the opening stress ahead of the crack tip (its average value and stress range) a few conclusions are discussed. The pilot analyses dealing with the effect of ITZ on the stress distribution should contribute to better description of toughening mechanisms in silicate-based composites.
|
|
|
Assessment of Crack Stability in a Quasi-brittle Particle Composite
Malíková, Lucie ; Klusák, Jan ; Keršner, Z.
Fracture behaviour of a crack in a particle (silicate based) composite is studied. The crack propagation depends not only on mutual elastic mismatch of matrix and aggregate but also the influence of the interfacial transition zone (ITZ) between the matrix and the aggregate is discussed. Various combinations of materials and geometry of matrix, aggregate and ITZ can improve or degrade fracture properties of the composite. Extensive numerical simulations on a basic 3-point-bending cracked specimen via the finite element method are performed in order to analyze the stress field near the crack tip. Linear elastic fracture mechanics approach is utilized in order to assess the crack stability and summarize several conclusions.
|
|
|
Simulace idiofonického nástroje
Múčka, Martin ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Frantík, Petr (vedoucí práce)
Práce se zabývá dynamickou simulací chování reálného zvonu v čase. Model je vytvořen podle principů fyzikální diskretizace jako pružinový v softwaru FyDiK3D. Aby mohl být model prohlášen za odpovídající skutečnosti, je třeba dokázat chování použitých struktur na elementárních úlohách mechaniky. Ukazuje se provázanost mezi tuhostí normálových a diagonálních pružin. Je popsáno, jak lze využít importovacích nástrojů softwaru při tvorbě modelu. Výsledný model se přibližuje svým chováním reálnému zvonu.
|
|
|
Analýza objemových změn vybraných silikátových kompozitů
Kubeš, Pavel ; Šimonová, Hana (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá analýzou objemových změn vybraných silikátových kompozitů. V první části je představena problematika objemových změn betonu se zaměřením na smršťování, dále jsou představeny dva vybrané modely pro predikci smršťování, popsána konfigurace a průběh laboratorních zkoušek stejně jako postup při zpracování naměřených experimentálních dat. Druhá část obsahuje vstupní data upravená v programu GTDiPS a další vypočítané parametry. Výsledkem práce je zhodnocení vlivu teplotní dilatace na vývoj smršťování mladého betonu. Dalším výstupem je porovnání přesnosti dvou vybraných predikčních modelů vystihnout naměřený průběh smršťování.
|
|
|
Porušování vybraných stavebních kompozitů v blízkosti rozhraní plniva a matrice
Vyhlídal, Michal ; Malíková, Lucie (oponent) ; Keršner, Zbyněk (vedoucí práce)
Rozhraní mezi zrnem kameniva a matricí představuje v cementových kompozitech nejslabší článek. Aktuálnost tématu je o to větší zejména u vysokohodnotných a vysokopevnostních betonů, kde je potřeba eliminace, příp. redukce, těchto slabých článků. Cílem této práce je stanovit vliv tohoto rozhraní na lomové chování cementových kompozitů. Za tímto účelem byly navrženy a provedeny lomové experimenty, které byly doplněny o výsledky nanoindentačních zkoušek a snímky mikrostruktury rozhraní pořízené pomocí rastrovací elektronové mikroskopie. Na základě těchto dat byl následně vytvořen numerický model v SW ANSYS, umožňující na základě poznatků zobecněné lomové mechaniky stanovit hodnoty lomové houževnatosti rozhraní. Závěrem práce je dokázáno, že vlastnosti rozhraní mají nezanedbatelný vliv na lomové chování cementových kompozitů a právem mu přísluší označení „nejslabší článek“.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.