|
|
Vliv vrubů při cyklickém vysokofrekvenčním únavovém zatěžování
Kozáková, Kamila ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Klusák, Jan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vyhodnocováním životností hladkých a vrubovaných vzorků. Porovnání životností je zaměřeno na případ vysokofrekvenčního cyklického zatěžování v oblasti vysokocyklové a gigacyklové únavy materiálů. Pro vyhodnocování a přepočet křivek životnosti vrubovaného vzorku je využita teorie kritických vzdáleností. Vliv vrubu je kvantifikován pomocí liniové metody. Kritický délkový parametr je stanoven tak, aby křivka životnosti vrubovaných vzorků odpovídala křivce naměřené na hladkých vzorcích. Výsledkem je závislost kritického délkového parametru na počtu cyklů do lomu. Znalost kritických délkových parametrů může být využita ke stanovení životnosti vrubovaných vzorků i reálných součástí s vrubem na základě výsledků zkoušek životnosti vzorků hladkých.
|
|
|
Stanovení podmínek porušení bi-materiálových vrubů při kombinovaném módu zatížení
Kopp, Dalibor ; Seitl, Stanislav (oponent) ; Klusák, Jan (vedoucí práce)
V případě odhadu kritického zatížení vrubů složených ze dvou materiálů se v rámci zobecnění lineární elastické lomové mechaniky vychází z předpokladu převažujícího normálového módu zatěžování. Z toho se vychází i při odvození kritérií stability bi-materiálových vrubů. V praxi však existují případy, kdy způsob zatížení i porušení je velmi blízký smykovému módu. Cílem práce je analytické odvození kriteria stability bi-materiálového vrubu zatíženého kombinací normálového a smykového módu. Zároveň je vytvořen MKP model pro řešení problému stanovení podmínek iniciace trhliny při kombinovaném módu zatížení.
|
|
|
Napjatost v okolí velmi ostrých bimateriálových vrubů
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (oponent) ; Hrstka, Miroslav (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce se zabývá problematikou stanovení exponentů singularity napětí a zobecněných součinitelů intenzity napětí, pomocí kterých lze následně popsat napěťové pole v okolí koncentrátoru napětí. Práci je možno rozdělit do tří hlavních částí. První část shrnuje základní poznatky o lineárních anizotropních materiálech, pojednává o základech lineární elastické lomové mechaniky a zavádí její zobecnění na případy obecných koncentrátorů napětí. Druhá část se zabývá speciální teorií rovinné anizotropní pružnosti - formalismem Lechnického-Eshelbyho-Stroha (LES). Dále je uvedena teorie psí-integrálu, pomocí kterého je stanoven zobecněný součinitel intenzity napětí. Závěrečná část aplikuje teorii LES formalismu a psí-integrálu na konkrétní materiálové konfigurace trhliny na bimateriálovém rozhraní, která je speciálním případem ostrého bimateriálového vrubu. Pomocí analyticko-numerického výpočtového algoritmu v softwaru ANSYS a Silverfrost FTN95 jsou následně určeny exponenty singularity napětí a zobecněné součinitele intenzity napětí.
|
|
|
Popis rozložení napětí v blízkosti koncentrátoru napětí na bi-materiálovém rozhraní
Krepl, Ondřej ; Klusák, Jan (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem předkládané práce je seznámení se s problematikou rozložení napětí v okolí bimateriálového vrubu, příp. trhliny kolmé na rozhraní, vyjádření exponentu singularity napětí. První část pojednává o základech lineárně elastické lomové mechaniky tedy i Irwinovy koncepce faktoru intenzity napětí. Druhá část se věnuje popisu anisotropních materiálů, pomocí teorie komplexních potenciálů. Závěrečná, třetí část se zabývá výpočtem vlastních čísel isotropních a anisotropních materiálů a také aplikací LES formalismu na výpočet singularit napětí bimateriálového ortotropního vrubu resp. trhliny šířící se kolmo na bimateriálové rozhraní.
|
|
|
Solární chladicí systém
Klusák, Jan ; Fortelný, Zdeněk (oponent) ; Pospíšil, Jiří (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na problematiku výroby chladu s využitím absorpčního oběhu poháněného tepelnou energií zachycenou solárními kolektory. Práci je možné rozdělit do několika hlavních částí. V první části práce je uveden obecný přehled možných principů solárních chladících systému. V další části následuje popis principu absorpčních oběhů. Praktická část řeší projekční návrh absorpční chladicí jednotky s chladicím výkonem 6 kW. Dále následuje návrh zapojení solárního chladicího systému s absorpční jednotkou. V závěrečné části je provedeno základní technicko-ekonomické srovnání solární chladicí jednotky s kompresorovou chladicí jednotkou.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
|
|
Problém trhliny v blízkosti bimateriálového rozhraní
Svoboda, Miroslav ; Klusák, Jan (oponent) ; Profant, Tomáš (vedoucí práce)
Cílem práce je seznámení se s problematikou lineární lomové mechaniky, popisem napětí a deformací v okolí vrcholu trhliny pomocí teorie rovinné pružnosti v ortotropních materiálech. První část je věnována teoretickým základům lomové mechaniky. Druhá část se zabývá numericko-analytickým algoritmem pro určení exponentu singularity napětí trhliny kolmé na rozhraní dvou materiálů. Poslední, třetí část, je zaměřena na testování algoritmu na konkrétních konfiguracích materiálu a zatížení trhliny na bimateriálovém rozhraní. V závěru vyhodnocuji numerické výsledky a vlivy mechanických vlastností materiálů s trhlinou kolmou na jejich rozhraní.
|
|
|
Vliv tloušťky vzorku na iniciaci trhliny z vrcholu obecného singulárního koncentrátoru napětí
Kopp, Dalibor ; Řoutil,, Ladislav (oponent) ; Malíková, Lucie (oponent) ; Klusák, Jan (vedoucí práce)
Geometrické nespojitosti, jako jsou ostré vruby, se objevují v konstrukcích technických objektů a vedou ke koncentracím napětí. Tyto body jsou velice nebezpečné, protože snižují pevnost součástí a mohou vést ke vzniku trhlin. Technické objekty však nejsou tvořeny pouze homogenními materiály, ale mohou se skládat i z dvou a více různých materiálů obsahující ostré vruby na rozhraní těchto materiálů. U těchto ostrých vrubů je studován vliv volného povrchu na podmínky iniciace a vyhodnocován prostřednictvím 3D tělesa, poněvadž u těles s konečnou tloušťkou jsou podmínky iniciace trhliny ovlivňovány volným povrchem. Pole napětí v okolí vrcholů obecných singulárních koncentrátorů napětí jsou počítány metodou konečných prvků a výsledky zpracovávány pomocí inženýrského přístupu porovnáváním řídicí veličiny. Tento přístup se dá jednoduše použít v kombinaci se znalostí základních materiálových vlastností a použitím výsledků MKP výpočtu posuzovaných vrubů. K tomu, aby bylo možné stanovit vliv volného povrchu a určit, zdali k iniciaci dojde ze středu součásti, nebo z volného povrchu, byla zavedena hodnota středního kritického aplikovaného napětí, pomocí které je možné jednoduše stanovit místo iniciace trhliny po tloušťce. Poměrem středních kritických aplikovaných napětí uprostřed a na volném povrchu dále kvantifikovat vliv volného povrchu na místo iniciace trhliny. Pomocí tohoto postupu je ukázáno, že místo iniciace trhliny je závislé jak na směru zatížení tělesa, úhlu otevření vrubu a tloušťce vzorku, ale v případě bi-materiálového vrubu také na poměru modulů pružnosti.
|
host ::
RSS.